Quantenphysik und Gravitation – vom Dilemma zum Experiment

Die moderne Physik steht vor einem philosophischen Dilemma: Ihre Hauptpfeiler, die Quantentheorie und die Theorie der Gravitation, beruhen auf Weltanschauungen, die sich gegenseitig ausschließen. Wenn die Quantenphysik richtig ist, müssen wir unsere Vorstellungen von Raum und Zeit überdenken. 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 haben wir keinen Hinweis darauf, dass die Gravitation eine Quantenbeschreibung benötigt – unsere Experimente sehen derzeit nur Phänomene, die sich mit einer klassischen Theorie der Gravitation erklären lassen. Was wäre aber, wenn wir ein Quantensystem so schwer machen könnten, dass es ein messbares Gravitationsfeld erzeugt? Dann könnten wir direkt testen, ob die Gravitation, und somit die Raumzeit selbst, den Gesetzen der Quantenphysik folgt. Während der letzten Jahre haben Quantenexperimente mit immer massiveren Objekten und Gravitationsexperimente auf immer kleineren Skalen die Tür zu einer neuen Generation von Experimenten aufgestoßen, die erstmals die Frage beantworten könnten: ’Was ist das Gravitationsfeld eines Quantenobjekts?’. Der Vortrag beschreibt den Stand der Forschung und die Herausforderungen für die Zukunft.