Die moderne Physik steht vor einem philosophischen Dilemma: Ihre Hauptpfeiler, die Quantentheorie und die Theorie der Gravitation, beruhen auf Vorannahmen über die Natur, die sich gegenseitig ausschließen. Wenn die Quantenphysik richtig ist, müssen die gängigen Vorstellungen von Raum und Zeit überdacht werden. Wenn die Einsteinsche Gravitationstheorie richtig ist, muss die Rolle der Quantenphysik revidiert werden. Beide Theorien können nicht gleichzeitig universell gültig sein.

Das ist ein experimentelles Problem. Bislang gibt es keinen Hinweis darauf, dass die Gravitation eine Quantenbeschreibung benötigt – wissenschaftliche Experimente sehen derzeit nur Phänomene, die sich mit einer klassischen Theorie der Gravitation erklären lassen.

Ausgehend von dieser Ausgangslage diskutiert Markus Aspelmeyer die Frage, wie man ein Gravitationsexperiment bauen kann, dass sich nicht mehr durch die Einsteinsche Allgemeine Relativitätstheorie beschreiben lässt. Dazu muss man ein Quantensystem so schwer machen, dass es ein messbares Gravitationsfeld erzeugt. Dann könnte man direkt testen, ob die Gravitation, und somit die Raumzeit selbst, den Gesetzen der Quantenphysik folgt – oder nicht.

Der Vortrag nimmt dabei auch Bezug auf das populär gewordene Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“, das die gleichzeitige Existenz zweier Zustände – tot und lebendig – veranschaulichen soll.

Über Markus Aspelmeyer

Markus Aspelmeyer ist Professor für Physik an der Universität Wien und Direktor am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) Wien der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Er studierte Physik und Philosophie in München. Mit seiner Promotion 2002 in Festkörperphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München wechselte er in das Gebiet der Quantenoptik, wo er als Feodor Lynen Fellow der Alexander von Humboldt Stiftung mit dem späteren Physiknobelpreisträger Anton Zeilinger an der Universität Wien arbeitete. Nach dem Aufbau einer Forschungsgruppe als Senior Scientist am IQOQI Wien der ÖAW wurde er 2009 an die Universität Wien berufen. Seit 2019 leitet er zudem als wissenschaftlicher Direktor das IQOQI Wien. 2010 und 2011 war Aspelmeyer als Friedrich-Wilhelm-Bessel-Forschungspreisträger Gast an der Universität Potsdam und an der Humboldt Universität Berlin.

Aspelmeyer und sein Team erforschen Quantenphänomene in völlig neuen Bereichen. Seine aktuelle Forschung konzentriert sich auf die faszinierenden Rätsel rund um Quantenphysik und Gravitation. Für seine Arbeiten zur Quantenkontrolle von makroskopischen Festkörpersystemen (Quanten-Optomechanik) wurde er international vielfach ausgezeichnet. Er ist unter anderem Mitglied der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Akademie der Wissenschaften in Hamburg.

Über die „Einstein Lectures Dahlem“

Mit den Einstein Lectures Dahlem würdigt die Freie Universität Berlin seit 2005 das Wirken Albert Einsteins (1879-1955) in Berlin. Die Reihe wird seit 2017 wird gemeinsam mit der Max-Planck-Gesellschaft ausgerichtet, der Nachfolgerin der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft, veranstaltet. Sie richtet sich an eine breite universitäre Öffentlichkeit und umfasst alle Wissenschaftsgebiete, die durch Einsteins Denken beeinfluss sind.