Das Neutron im freien Fall – mit Quantenteilchen auf der Suche nach der Schwerkraft

Warum fallen Dinge eigentlich nach unten? Diese scheinbar einfache Frage beschäftigt die Menschheit seit über zweitausend Jahren. Schon Aristoteles entwickelte eine geometrische Theorie dazu, später beschrieb Isaac Newton die Gravitation als eine anziehende Kraft zwischen Massen. Albert Einstein revolutionierte schließlich unser Verständnis mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie: Gravitation ist demnach keine Kraft mehr, sondern eine Krümmung von Raum und Zeit.

Doch wie passt dieses Bild zur Quantenwelt, in der Teilchen gleichzeitig Wellen sein können und in vielen Zuständen zugleich existieren? Genau hier setzen moderne Experimente an, in denen Neutronen im Labor frei fallen gelassen und ihre quantenmechanischen Eigenschaften untersucht werden. Solche quantenmechanischen Fallversuche erreichen heute eine erstaunliche Genauigkeit. Sie erlauben nicht nur, Einsteins Theorie an ihren Grenzen zu testen, sondern auch, nach bislang unbekannten Phänomenen wie dunkler Materie oder dunkler Energie zu suchen.

Dabei zeigen die Messungen immer wieder Überraschendes. So werden manche moderne Ansätze, die Gravitation als „entropische Kraft“ deuten, durch diese Experimente infrage gestellt. Und vielleicht gelingt es sogar, uralte Vorstellungen – wie die von Aristoteles – in einem neuen Licht mit der modernen Physik zu verbinden.

Der Vortrag von Prof. Hartmut Abele nimmt Sie mit auf eine spannende Reise durch die Geschichte und Gegenwart der Forschung zur Schwerkraft: von antiken Ideen bis zu hochpräzisen Quantenexperimenten, die uns heute dabei helfen, den Ursprung der Gravitation besser zu verstehen.


Ein Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe Wissenschaft für jedermann  in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Museum.