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Dresdner Forschungsteam will Hawking-Strahlung im Labor simulieren

Es gibt kaum etwas komplizierteres als Quantenphysik. Physiker:innen aus Dresden haben sich in dieser hochkomplizierten Disziplin etwas noch nie Dagewesenes in einem Laborversuch vorgenommen.

Von Hannah Klaiber
2 Min. Lesezeit
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Ein Schwarzes Loch im All. (Bild: Elena 11 / Shutterstock)

Die Existenz von Schwarzen Löchern ist mittlerweile bewiesen, trotzdem bleiben die Objekte und ihre Fähigkeit, nichts nach Außen gelangen zu lassen, rätselhaft. Das soll sich nun ändern.

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Ein Forschungsteam aus Dresden hat ein Konzept entwickelt, um einige Eigenschaften der Schwarzen Löcher auch im Labor zu untersuchen, berichtet der MDR. Um das Phänomen näher untersuchen zu können, muss eine Reihe von Faktoren beachtet werden.

Ereignishorizont und das Schwarze Loch

Vereinfach gesagt werden Schwarze Löcher von einem Ereignishorizont umgeben. Dieser ähnelt einer Kante eines Wasserfalls, beschreibt das Portal das Phänomen, und nennt im Rahmen dieses Gleichnisses einen Fisch, der dieser Kante zu nahe kommt, nicht mehr schnell genug schwimmen kann und hinabgezogen wird. Der Ereignishorizont sei demnach die Grenze, hinter der etwas nicht mehr entkommen kann und unweigerlich in das Loch hineinfällt.

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Es wird noch ein bisschen komplizierter. Auch die Hawking-Strahlung, die – vereinfacht gesprochen – dem britischen Physiker Stephen Hawking zufolge von Schwarzen Löchern ebenfalls abgegeben wird, muss das Forschungsteam beachten.

Physiker:innen wollen Hawking-Strahlung im Labor simulieren

Erschwerend hinzu kommt die Tatsache, dass die Quantenphysik noch weitere hochkomplexe Eigenheiten besitzt: Quantenpaare sind eine solche Eigenheit, die überall im Universum auftauchen. Geraten diese jedoch an einen Ereignishorizont, wird es wieder kompliziert.

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Und genau an dieser Stelle wollen die Dresdner Forscher:innen ansetzen. Das Phänomen der Quantenverschränkung, bei der eine Strahlung entsteht, soll nun im Labor genauer untersucht werden.

Füllt Laborversuch Lücke zwischen Relativitätstheorie und Quantenphysik?

Diese Strahlung konnte jedoch noch nie gemessen werden, da das nächstgelegene Schwarze Loch zu weit entfernt ist, um diese minimale Strahlung von der Erde aus zu messen. Nun wollen die Physiker:innen es schaffen, die Hawking-Strahlung im Labor zu simulieren, indem sie Elektronen dazu bringen, sich so zu verhalten, wie Quantenpaare es laut Hawking am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs machen.

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Bislang gibt es hierzu nur ein theoretisches Modell, wie Teamleiterin Lotte Mertens dem MDR sagt, doch man arbeite an einem praktischen Nachweis. Gelingt dieser, könnte er die bislang bestehende Lücke zwischen Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie und der Quantenphysik aus der Welt schaffen.

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Rainer Kirmse , Altenburg

EINSTEIN UND HAWKING

Schwarze Löcher, Raum und Zeit;
Phänomene und etwas Heiterkeit.

Physik verschränkt mit etwas Lyrik.

EINSTEIN RELATIV LYRISCH

Zeit ist relativ,
man hat sie leider nie.
Einstein forschte intensiv,
offenbarte sein Genie:
Konstant bewegt sich das Licht,
schneller geht es nunmal nicht.
Ein weiteres Resultat: E = m c ²
Er brachte die Raumzeit ins Spiel,
eine Feldgleichung war das Ziel.
Masse krümmt umgebenden Raum –
Revolutionäres war gedacht,
Wissenschaft vorangebracht.

STEPHEN HAWKING

Stephen Hawking ist entschwunden,
hat sein Schwarzes Loch gefunden.
Auf der Erde bleibt sein Platz leer,
die Wissenschaft vermisst ihn sehr.

Fehlte ihm auch die Körperkraft,
sein Geist ist niemals erschlafft.
Er gab uns allen ein Beispiel:
Nie aufgeben gestecktes Ziel!

DAS SCHWARZE LOCH

Es ist weder schwarz noch ist es ein Loch,
man sieht das obskure Objekt einfach nicht;
der dichten Materie entkommt kein Licht.
Über Einzelheiten rätselt man noch.

Es hat zugelegt seit seinem Entsteh’n,
wird auch demnächst nicht auf Diät geh’n.
Es will sich alles einverleiben,
wir sollten dem Monster fernbleiben.

Im Zentrum der Galaxie zu Hause,
saugt es Material auf ohne Pause.
Man nennt dieses hier supermassiv,
es ist trotz seiner Fülle recht aktiv.

Es wird von Sternen rasant umkreist,
was uns seine Existenz beweist.
Eine Strahlung, nach Hawking benannt,
beobachtet man an Loches Rand.

Der Ereignishorizont ist Grenze,
dahinter ist einfach Sense.
Verrinnen will dort keine Zeit,
Gefängnis für die Ewigkeit.

GRAVITATIONSWELLEN

Monstercrash ⚫⚔️⚫

Schwarze Löcher auf ihrer Tour
suchen Zusammenstöße nur.
Auch die Neutronensterne frech,
veranstalten manch Super-Crash.

Die gewaltige Kollision
bringt das Weltall zur Vibration,
in die Raumzeit ein paar Dellen,
dazu Gravitationswellen.

Diese gehen auf die Reise,
zieh’n im Kosmos ihre Kreise.
So erfährt auch unser Planet,
was da draußen vor sich geht.

BLACK HOLE

Ein kosmisches Schwergewicht,zu keiner Diät bereit;
Sternenstaub das Hauptgericht,
verschmäht wird keine Mahlzeit.
Die Materie superdicht,
stark verbogen die Raumzeit;
dem Monster entkommt kein Licht,
Gefängnis für die Ewigkeit.
Der Ereignishorizont ist Grenze,
dahinter ist einfach Sense.

TEILCHENPHYSIK

Ewig bleibt stehn keine Mauer,
nichts im Weltall ist von Dauer.
So zerfällt nach einem Weilchen
auch noch das kleinste Teilchen.

Nukleonen winzig klein,
der größte Galaxienverein;
was am Himmel sehen wir,
der Mensch und alles Getier –
So schön auch der Bibelbericht,
einen Gott brauchte es wohl nicht.

Rainer Kirmse , Altenburg

Herzliche Grüße aus Thüringen

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