Die Zukunft der Physik

Die Quantenmechanik ermöglich heute ein sehr gutes Verständnis der Atome, Moleküle und der daraus bestehenden Materialien. Dies beruht auf enger Verknüpfung experimenteller Verfahren und theoretischer Modelle und Computersimulationen.

Damit wird es möglich, neue Quanten-Materialien Atomlage für Atomlage zu synthetisieren, die vorherbestimmte Eigenschaften besitzen. 
Beispiele sind atomare Monolagen oder atomar dünne Bänder aus Graphen.

Astronomen und Astrophysiker in aller Welt, darunter auch an der Universität Kiel, versuchen heute,  die Struktur des Universums besser zu verstehen. Schwarze Löcher werden erforscht und Graviationswellen untersucht. Immer neue Planeten werden entdeckt, auf denen vielleicht Leben existiert.

Nach wie vor gibt es viele ungelöste Fragen der Theorie. So ist es immer noch unklar, wie Plancks Quantentheorie mit der Theorie der Gravitation vereinigt werden kann oder welchen Ursprung Dunkle Materie und Dunkle Energie haben. Eine wichtige Rolle spielt die kosmische Hintergrundstrahlung - elektromagnetische Strahlung im Mikrowellenbereich, die kurz nach dem Urknall entstand. Sie folgt exakt dem Planckschen Strahlungsgesetz. 

Die Idee, die Effekte der Quantenphysik für Rechner zu nutzen, die schneller arbeiten als jeder Supercomputer, versuchen Forscher seit 25 Jahren zu verwirklichen. Sie nutzen dabei die Tatsache, dass Quantenteilchen gleichzeitig in sehr vielen Zuständen sein können und dadurch klassischen Bits enorm überlegen sind. Dadurch können komplexe mathematische Aufgaben viel schneller gelöst und die Datenübertragung abhörsicher gestaltet werden. Noch sind aber viele Probleme bei der technischen Umsetzung zu lösen. Der Quantencomputer, den Google im Jahr 2019 präsentiert hat, ist ein wichtiger Meilenstein dieser Entwicklung.

Wir befinden uns nun in der Ära von mittelgrossen Quantencomputern. Ein flexibel einsetzbarer Quantencomputer werde aber frühestens um 2030 zu erwarten sein, sind sich Experten einig. Manche glauben, dass es wesentlich länger dauern werde. Wenn es überhaupt den einen grossen Durchbruch geben wird.

Die Max-Planck-Gesellschaft ging nach dem zweiten Weltkrieg aus der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft hervor. Bei der Neugründung spielte Plancks persönliches Engagement eine entscheidende Rolle. Die Max-Planck-Gesellschaft ist Deutschlands erfolgreichste Forschungsorganisation – seit ihrer Gründung 1948 finden sich mehr als 20 Nobelpreisträgerinnen und Nobelpreisträger in ihren Reihen. Damit ist sie auf Augenhöhe mit den weltweit besten und angesehen­sten Forschungsinstitutionen.

Die derzeit 86 Max-Planck-Institute und Einrichtungen betreiben Grundlagenforschung in den Natur-, Bio-, Geistes- und Sozialwissenschaften im Dienste der Allgemeinheit. Ihr Forschungsspektrum entwickelt sich dabei ständig weiter: Seit der Gründung der Gesellschaft durch Max Planck spielen Forschungen zur Quantentheorie und ihrer Anwendungen eine zentrale Rolle.