Die moderne Physik wurde durch die Entwicklung zweier fundamentaler Theorien in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts begründet: der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik. Die Quantenmechanik bestimmt die Physik der kleinen fundamentalen Teilchen wie Elektronen; die allgemeine Relativitätstheorie beschreibt große Objekte mit gravitativen Wechselwirkungen wie Sterne und Galaxien. Trotz des großen Erfolgs der modernen Physik bei der Erklärung der meisten unserer physikalischen Beobachtungen gibt es eine Reihe offener, unbeantworteter Fragen. Kosmologische Beobachtungen belegen zum Beispiel, dass es im Universum unbekannte Materie- und Energiequellen geben muss, die wir mit unseren aktuellen Detektoren nicht sehen können - die sogenannte dunkle Materie und die dunkle Energie. Dunkle Materie ist eine Form von massiven Teilchen, die existiert, aber die Welt, die wir erleben, kaum stört. Ein weiteres Beispiel ist die Inkompatibilität der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik: Bisher konnten die Wissenschaftler keine einheitliche Theorie formulieren, die die Physik von Elektronen und Sternen beschreibt.
Solche grundlegenden Fragen werden typischerweise durch kosmologische Beobachtungen oder riesige Teilchenbeschleunigeranlagen angegangen. Aber auch in Standardlabors ist es möglich, Antworten zu finden, wo die möglichen Auswirkungen gering sind und extrem empfindliche Geräte erfordern. Solche extremen Empfindlichkeiten können von sogenannten Quantensensoren erreicht werden - Sensoren, die die faszinierenden Eigenschaften der Quantenmechanik nutzen. Zum Beispiel können die besten Atomuhren von heute die Zeit mit 18-stelliger Genauigkeit messen, und man kann hoffen, vorbeiziehende Wolken aus dunkler Materie durch winzige Frequenzänderungen zu erkennen.
Weiterführende Informationen und Anmeldung: https://www.conference-qmsm.uni-hannover.de
