Albert Einstein hat wie kaum ein anderer das physikalische Weltbild geprägt. (Foto: Deutsches Museum München; Gestaltung: A. Raggan)
Physik Journal 3 / 2005
Inhaltsverzeichnis
Aktuell
3/2005 • Seite 10
Aktuell 1905
· Physik-Nobelpreis für Experimente mit Kathodenstrahlen· Magnetismus auf hoher See· Wichtige zeitgeschichtliche Ereignisse
High-Tech
Im Brennpunkt
Forum
Schwerpunkt
• 3/2005 • Seite 35
Einleitung: Ein grenzgängerisches Genie
Vor hundert Jahren vollendete der gerade 26 Jahre alte Albert Einstein fünf Arbeiten, die das Weltbild der Physik revolutionierten. In kurzer Folge entstanden sein Artikel zur Lichtquantenhypothese, seine Dissertation zur Bestimmung der Molekulargröße, seine Theorie der Brownschen Bewegung und schließlich die Arbeiten zur Speziellen Relativitätstheorie und zur Äquivalenz von Masse und Energie. Dabei arbeitete Einstein keineswegs völlig losgelöst von den Wissenssystemen seiner Zeit, doch er bewies den Spürsinn eines Genies für die ungelösten Probleme in den Grenzbereichen zwischen Mechanik, Wärmelehre und Elektrodynamik.
• 3/2005 • Seite 39
''Sehr revolutionär, wie Sie sehen werden''
Von seinen 1905 veröffentlichten Arbeiten bezeichnete Albert Einstein in seinen Briefen an seinen Freund Conrad Habicht nur die bevorstehende Veröffentlichung zur Quantenhypothese als ''sehr revolutionär''. Diese Arbeit gilt auch heute noch als revolutionär, weil sie die unbegrenzte Gültigkeit der Maxwellschen Gleichungen infrage stellt und die Existenz von Lichtquanten fordert.
• 3/2005 • Seite 45
Photonen unter Kontrolle
Hundert Jahre nach Einsteins Erklärung des Photoeffekts lässt sich heute die Wechselwirkung zwischen einzelnen Atomen und Ionen mit dem elektromagnetischen Feld gezielt kontrollieren. Dadurch ist es zum Beispiel möglich geworden, Strahlung mit einer definierten Anzahl an Photonen zu erzeugen und den Emissionszeitpunkt auszuwählen. Diesen Quellen werden interessante Anwendungen in der Quanteninformationsverarbeitung prophezeit.
• 3/2005 • Seite 53
Die atomistische Revolution
Einsteins Arbeit zur Brownschen Bewegung bot den schlagenden Nachweis für die Realität der Atome und wurde außerdem zu einer der Grundfesten moderner statistischer Thermodynamik sowie allgemein der Physik stochastischer Prozesse.
• 3/2005 • Seite 61
Im Zickzack zwischen Physik und Biologie
Einsteins Interesse an statistischen Fluktuationen zieht sich als Leitmotiv durch seine Arbeiten. Aus seinen Ansätzen erwuchs eine unübersehbare Fülle an Forschungsgebieten, nicht nur innerhalb der Physik, sondern auch in anderen Disziplinen wie Biologie, Ökonomie oder Verkehrsforschung. Das Kapitel der Brownschen Bewegung umfasst noch viele ungeklärte Fragen. So fangen wir gerade erst an zu verstehen, in welchem Maße Fluktuationen die Prozesse des Lebens bestimmen.
• 3/2005 • Seite 69
Der Weg zu einer neuen Kinematik
Einsteins Spezielle Relativitätstheorie wurde vor allem durch optische und elektrodynamische Probleme, insbesondere im Zusammenhang mit seiner kurz zuvor publizierten Lichtquantenhypothese angeregt. Aber der Versuch, eine grundlegende Alternative zu Maxwells Theorie des Elektromagnetismus zu entwickeln, führte Einstein schließlich zu einer revolutionär neuen Kinematik.
• 3/2005 • Seite 77
Die Spezielle Relativitätstheorie auf dem Prüfstand
Die Spezielle Relativitätstheorie ist eine etablierte, verstandene und von allen bisherigen Experimenten bestätigte Theorie. Insbesondere lassen moderne, wesentlich verbesserte Varianten der klassischen Experimente zur Isotropie und Konstanz der Lichtgeschwindigkeit sowie zur Zeitdilatation, die besonders von deutschen Gruppen vorangetrieben werden, keine Abweichungen erkennen. Auch andere Experimente, die weitergehende Aspekte der Theorie testen, ergeben volle Übereinstimmung mit der Speziellen Relativitätstheorie. Allerdings sagen alle Ansätze für eine theoretisch als notwendig erachtete Quantengravitationstheorie winzige Verletzungen der Lorentz-Invarianz vorher. Dies stellt eine große Herausforderung an die Experimentierkunst dar und man darf darauf gespannt sein, ob denn die Lorentz-Invarianz die nächsten 100 Jahre in Strenge überleben wird.
Bücher/Software
• 3/2005 • Seite 97
D. Kormos Buchwald et al. (Hrsg.): The Collected Papers of Albert Einstein - Band 9
DPG
• 3/2005 • Seite 85
''Anders ist es mit den paar Einzelnen...''
Albert Einsteins Verhältnis zur Deutschen Physikalischen Gesellschaft
