Regensburg 2016 – wissenschaftliches Programm

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LT: Lehrertage

LT 2: Lehrertage II

LT 2.1: Hauptvortrag

Freitag, 11. März 2016, 14:00–15:00, H4

Kann man mit Atomen bauen wie mit Legosteinen? — •Franz Gießibl — Institut für experimentelle und angewandte Physik, Universität Regensburg, Universitätsstraße 31, 93053 Regensburg

Wer je mit Lego gespielt hat weiß, welche Vielfalt an Dingen aus tausenden verschiedener Legosteine gemacht werden kann. Die Natur kommt nur mit gut hundert verschiedenen chemischen Elementen aus. Diese 100 verschiedenen Atome findet man nicht nur auf der Erde, sondern auch in Galaxien, die Milliarden von Lichtjahren von uns entfernt sind.

Die Existenz von Atomen ist seit etwa 100 Jahren allgemein akzeptiert. Es dauerte aber noch weitere 70 Jahre, bis Gerd Binnig und Heinrich Rohrer 1982 ein Mikroskop vorstellten, welches einzelne Atome abbilden kann. Heute kann man damit einzelne Atome nicht nur sehen, sondern auch auf Oberflächen verschieben und zum Beispiel Buchstaben daraus formen. Die Werkzeuge dazu sind die Rastertunnelmikroskopie und die Rasterkraftmikroskopie.

Im Vortrag wird verständlich, wie diese Techniken funktionieren. Der Schluss handelt von den Unterschieden zwischen der Alltagserfahrung aus dem Spiel mit Legosteinen und der Quantenwelt der Atome: Wir dürfen uns Atome nicht als harte Kugeln vorstellen. Alle Materie weist einen Teilchen- und einen Wellencharakter auf. Je kleiner die Objekte, umso deutlicher tritt deren Wellencharakter hervor, die Bestimmtheit des Alltags weicht der Wahrscheinlichkeit in der Quantenwelt. Diese geheimnisvolle Quantenwelt verändert sich alleine durch die Beobachtung - eine faszinierende Erscheinung, die neues Denken erfordert.