19.02.2009
Introduction to Quantum Theory
Paul, H.
In diesem Buch stellt Harry Paul, Emeritus der Berliner Humboldt-Universität, dar, wie sich die Grundaussagen der Quantenmechanik mithilfe der weit fortgeschrittenen Experimente der Quantenoptik überprüfen lassen. Von anderen Büchern über Quanten-mechanik hebt sich das Werk dadurch ab, dass es sich den Grundfragen – Messprozess, Dekohärenz, Nichtlokalität (Schrödingers Katze), philosophische Implikationen – ausführlich zuwendet.
Ein solches Buch hat sich wohl fast jeder Physikstudent gewünscht, um die Fragen, die zum Studium motiviert haben mögen, beantwortet zu bekommen. In vielen Vorlesungen kommt all dies typischerweise leider zu kurz.
Harry Paul führt den Leser in den ersten fünf Kapiteln durch die Quantenoptik und die mit ihr realisierten Bestätigungen quan-tenmechanischer Kernaussagen: Auswirkungen des Nichtvertauschens von Operatoren, Ensemble-Interpretation der Unbe-stimmtheitsrelation, Messung von Einzelereignissen, Verschränkung, EPR-Paradoxon und Quantenkryptographie. Dabei kom-men auch sehr moderne Konzepte wie „null measurement“ und Teleportation nicht zu kurz. Danach folgen zwei Kapitel, in denen der Autor technische Grundkonzepte – zeitabhängige Schrödinger-Gleichung, Fermis Goldene Regel, Streutheorie, Tunneleffekt und Drehimpuls – knapp umreißt. Das Buch schließt mit drei ausführlichen Kapiteln zu Spin und Statistik, Supraleitung und Quanten-Hall-Effekt sowie Quantencomputern.
Harry Paul hat als Zielgruppe seines Buches „undergraduate and graduate students“ im Blick, denen er verspricht, ohne komplexen mathematischen Formalismus die Konzepte der Quantenmechanik zu erklären. Das ist ein sehr hoher Anspruch, dem das Buch leider nicht immer gerecht wird – vielleicht liegt es zum Teil, einem Ausspruch Feynmans folgend, gerade in der Natur der Sache. Hinzu tritt aber das Problem, dass die verbale Beschreibung komplexer quantenoptischer Experimente – zumal für Studierende – unverständlich bleiben muss. Hier könnten mehr Grafiken deutliche Wunder wirken.
Die Diskussion der quantenmechanischen Probleme wird durchgängig mit der Darstellung ihrer historischen Entwicklung verknüpft. Dadurch erhalten die Leser einen guten Einblick in die Entwicklungsgeschichte und die relevante Literatur. Allerdings gerät zuweilen das eigentliche Ziel, dem Leser Problem und Lösung zu erklären, aus dem Blick. Ein Beispiel dafür ist der Abschnitt über das EPR-Paradoxon, der meines Erachtens unverständlich ist. Im Kontrast dazu sind die drei abschließenden Kapitel sehr ausführlich dargestellt, und der Shor-Algorithmus erfährt eine epische Breite, die ich dem EPR-Paradoxon gewünscht hätte.
Ingesamt finde ich, dass dieses Buch einen interessanten, zu anderen Quantenmechanikbüchern orthogonalen Ansatz aufgreift. Es ist allerdings eher als Zusatzlektüre im Physikstudium geeignet und nur wirklich verständlich, wenn man einen ersten Durch-lauf der Quantenmechanik bereits hinter sich gebracht hat.
Prof. Dr. Jürgen Schnack, Fakultät für Physik, Universität Bielefeld
H. Paul: Introduction to Quantum Theory
Cambridge University Press, Cambridge 2008,
176 S., geb., ISBN 9780521876933
Ein solches Buch hat sich wohl fast jeder Physikstudent gewünscht, um die Fragen, die zum Studium motiviert haben mögen, beantwortet zu bekommen. In vielen Vorlesungen kommt all dies typischerweise leider zu kurz.
Harry Paul führt den Leser in den ersten fünf Kapiteln durch die Quantenoptik und die mit ihr realisierten Bestätigungen quan-tenmechanischer Kernaussagen: Auswirkungen des Nichtvertauschens von Operatoren, Ensemble-Interpretation der Unbe-stimmtheitsrelation, Messung von Einzelereignissen, Verschränkung, EPR-Paradoxon und Quantenkryptographie. Dabei kom-men auch sehr moderne Konzepte wie „null measurement“ und Teleportation nicht zu kurz. Danach folgen zwei Kapitel, in denen der Autor technische Grundkonzepte – zeitabhängige Schrödinger-Gleichung, Fermis Goldene Regel, Streutheorie, Tunneleffekt und Drehimpuls – knapp umreißt. Das Buch schließt mit drei ausführlichen Kapiteln zu Spin und Statistik, Supraleitung und Quanten-Hall-Effekt sowie Quantencomputern.
Harry Paul hat als Zielgruppe seines Buches „undergraduate and graduate students“ im Blick, denen er verspricht, ohne komplexen mathematischen Formalismus die Konzepte der Quantenmechanik zu erklären. Das ist ein sehr hoher Anspruch, dem das Buch leider nicht immer gerecht wird – vielleicht liegt es zum Teil, einem Ausspruch Feynmans folgend, gerade in der Natur der Sache. Hinzu tritt aber das Problem, dass die verbale Beschreibung komplexer quantenoptischer Experimente – zumal für Studierende – unverständlich bleiben muss. Hier könnten mehr Grafiken deutliche Wunder wirken.
Die Diskussion der quantenmechanischen Probleme wird durchgängig mit der Darstellung ihrer historischen Entwicklung verknüpft. Dadurch erhalten die Leser einen guten Einblick in die Entwicklungsgeschichte und die relevante Literatur. Allerdings gerät zuweilen das eigentliche Ziel, dem Leser Problem und Lösung zu erklären, aus dem Blick. Ein Beispiel dafür ist der Abschnitt über das EPR-Paradoxon, der meines Erachtens unverständlich ist. Im Kontrast dazu sind die drei abschließenden Kapitel sehr ausführlich dargestellt, und der Shor-Algorithmus erfährt eine epische Breite, die ich dem EPR-Paradoxon gewünscht hätte.
Ingesamt finde ich, dass dieses Buch einen interessanten, zu anderen Quantenmechanikbüchern orthogonalen Ansatz aufgreift. Es ist allerdings eher als Zusatzlektüre im Physikstudium geeignet und nur wirklich verständlich, wenn man einen ersten Durch-lauf der Quantenmechanik bereits hinter sich gebracht hat.
Prof. Dr. Jürgen Schnack, Fakultät für Physik, Universität Bielefeld
H. Paul: Introduction to Quantum Theory
Cambridge University Press, Cambridge 2008,
176 S., geb., ISBN 9780521876933
