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Quantenmechanik

Die bizarren Regeln der subatomaren Welt — Superposition, Tunneleffekt, Verschränkung und das Messproblem.

QuantenWellenfunktionTunneleffektVerschränkungSchrödingerSuperposition

Die Quantenmechanik ist die fundamentale Theorie zur Beschreibung der Natur auf kleinsten Skalen. In den 1920er-Jahren von Heisenberg, Schrödinger, Dirac und Born entwickelt, ersetzte sie die klassische Physik durch ein Rahmenwerk, in dem Teilchen sich wie Wellen verhalten, Messungen das Gemessene beeinflussen und eine «spukhafte Fernwirkung» Teilchen über beliebige Entfernungen verbindet.

Die Theorie ist spektakulär erfolgreich — sie bildet die Grundlage der gesamten modernen Chemie, der Halbleiterphysik, von Lasern, MRT-Scannern und Quantencomputern. Dennoch bleibt ihre Interpretation zutiefst umstritten. Kollabiert die Wellenfunktion bei einer Beobachtung? Verzweigen sich bei jeder Messung viele Welten? Nach einem Jahrhundert sind sich die Physiker noch immer nicht einig.

Diese Simulationen lassen Sie die Kernphänomene der Quantenmechanik erkunden: Tunneln Sie durch Barrieren, die die klassische Physik verbietet, beobachten Sie, wie Interferenzmuster Photon für Photon entstehen, manipulieren Sie Qubits auf der Bloch-Kugel und sehen Sie, wie verschränkte Teilchen die Bellsche Ungleichung verletzen.

5 interaktive Simulationen

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Doppelspaltexperiment-Simulator

Beobachten Sie, wie Quanteninterferenz Photon für Photon entsteht — passen Sie Wellenlänge, Spaltgeometrie und Photonenzahl an und sehen Sie das berühmte Interferenzmuster aus einzelnen Teilchendetektionen aufbauen

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Teilchen-im-Kasten-Simulator

Erkunden Sie quantisierte Energieniveaus und Wellenfunktionen eines Teilchens im unendlich tiefen Potenzialtopf — visualisieren Sie stehende Wellen, Aufenthaltswahrscheinlichkeiten und Superpositionszustände

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Quantenverschränkung & Bellsche-Ungleichung-Simulator

Testen Sie die Bellsche Ungleichung mit verschränkten Teilchenpaaren — stellen Sie Detektorwinkel für Alice und Bob ein und beobachten Sie, wie der CHSH-Parameter S zeigt, ob die Korrelationen klassische Grenzen überschreiten

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Quantentunneleffekt-Simulator

Visualisieren Sie, wie Teilchen durch Potenzialbarrieren tunneln — passen Sie Energie, Barrierenhöhe, -breite und Teilchenmasse an und beobachten Sie in Echtzeit, wie sich Transmissions- und Reflexionskoeffizienten verändern

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Qubit-Bloch-Kugel-Simulator

Visualisieren Sie Qubit-Zustände auf der Bloch-Kugel und wenden Sie Quantengatter an — sehen Sie, wie Hadamard, Pauli-X, Pauli-Z und T-Gatter den Quantenzustandsvektor in 3D transformieren