Moderne Physik – Von Kosmologie über Quantenmechanik zur Festkörperphysik

Welche Forschungsfragen treiben die Physik an? Jan Peter Gehrke und Patrick Köberle von der Dualen Hochschule Baden-Württemberg in Stuttgart haben es sich zum Ziel gesetzt, diese Frage zu beantworten. Der Untertitel „Von Kosmologie über Quantenmechanik zur Festkörperphysik“ bringt dabei schon zum Ausdruck, dass das Buch als Rundumschlag durch die Forschungslandschaft gedacht ist. Dieser soll Interesse wecken und zur weiteren Recherche anregen. Trotz des breiten Themenspektrums verzichten die Autoren auf eine allzu populärwissenschaftliche Darstellung mit dem Ziel, Studienanfänger anzusprechen. Kann das gelingen?

Das Buch gliedert sich in 13 Kapitel und führt von Relativität und Kosmologie über Quantencomputer und Kernfusion zur Festkörperphysik, zu der knapp die Hälfte der Themen zählen. Die Auswahl ist vielfältig, auch wenn einige Zweige der Physik unterrepräsentiert sind, wie Optik und Teilchenphysik. Die Kapitel folgen einem gleichbleibenden Schema: Nach einer theoretischen Einführung inklusive Formeln beleuchten die Autoren die experimentelle Forschung und Anwendung. Übersichtliche Zusammenfassungen und Literaturhinweise runden die Kapitel ab.

Die Autoren legen Wert auf inhaltliche Breite mit Berücksichtigung der experimentellen und anwendungsbezogenen Details. Auf diese Weise wird fast jedes Thema der Physik zumindest kurz angeschnitten. Das geht aber zu Lasten grundlegender Konzepte, die oft nur Platz in Fußnoten finden. So bleibt kaum Zeit, Begriffe wie „Wellenfunktion“ oder „Quantenzahl“ zu verdauen, die in vielen Kapiteln zentral sind. Stattdessen sieht sich der Lesende mit einer Vielzahl an Schlagwörtern konfrontiert, die als Ausgangspunkt für eigenständige Recherche gedacht sind, in der Praxis aber Verwirrung stiften. Ohne Vorwissen, das über die ersten beiden Semester hinausgeht, bleibt der Kern vieler Kapitel verborgen.

Formeln verleihen oft Klarheit und können daher auch in einführenden Büchern nützlich sein. Leider findet in „Moderne Physik“ häufig fachspezifische Notation Verwendung, wie die Bra-Ket-Schreibweise. Die knappen Erläuterungen dürften Anfängern zum Verständnis nicht genügen.
Die vorderste Front der Forschung kurz und verständlich zu erläutern, ist und bleibt eine schwere Aufgabe. Gleichzeitig ist der Wunsch danach bei vielen groß. Jan Peter Gehrke und Patrick Köberle haben sich diesem Wunsch angenommen, können ihn aber nicht zufriedenstellend erfüllen. Die Lektüre von „Moderne Physik“ wird bei Studienanfängern viele Fragen offen lassen. Mit Vorkenntnissen aus Grundvorlesungen bietet das Buch aber knappe und vielfältige Einblicke.

Lucia Härer, Erlangen