Stefan Scheel: Die Grundprinzipien der Quantenphysik oder Wie Geckos die Quantenphysik ausnutzen

Was unterscheidet eigentlich die Quantenphysik von der 'klassischen' Physik? Sind Phänomene wie der Tunneleffekt oder Begriffe wie die Unschärferelation rein quantenmechanischer Natur? Und was haben Geckos mit Quantenphysik zu tun?
In diesem Vortrag werden die Grundprinzipien der Quantenphysik erläutert und dabei insbesondere auf die Rolle des Welle-Teilchen-Dualismus als zentrale Komponente der Quantentheorie eingegangen. Wir werden sehen, wie sich daraus als Konsequenz die Energiequantelung ableitet, die der Quantenphysik ihren Namen gegeben hat, und wie Unschärferelation und Tunneleffekt für Teilchen Realität werden.
Ein aus der Unschärferelation folgendes Ergebnis wiederum beantwortet eine Frage, die die Menschheit seit Jahrhunderten beschäftigt: Ist eine vollständige Abwesenheit von Materie, ein Vakuum, möglich oder zumindest vorstellbar? Nach Erfindung der Vakuumpumpe durch Otto von Guericke schien diese Frage geklärt. In der Quantenphysik sieht das ganz anders aus: aufgrund der Heisenberg'schen Unschärferelation erscheinen und verschwinden virtuelle Teilchen ständig. Eine Konsequenz dieses Quantenrauschens ist eine Kraft zwischen polarisierbaren Körpern. Und die Geckos? Die verwenden genau diese Kraft, um an den glattesten Oberflächen emporzuklettern.
Der Vortrag wird einen Bogen von der Antike über grundlegende Fragen der Quantenphysik bis zu Anwendungen in der Technik und der Biologie schlagen.

Der gebürtige Leipziger Stefan Scheel studierte Physik an der Universität Leipzig und am Imperial College London und promovierte im Jahre 2001 in theoretischer Physik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Nach mehr als zehnjährigem Forschungsaufenthalt am Imperial College London wurde er im Jahre 2012 auf eine Professur für Theoretische Physik an die Universität Rostock berufen, wo er die Arbeitsgruppe 'Quantenoptik makroskopischer Systeme' leitet. In seiner Forschung beschäftigt sich Stefan Scheel mit Quantenoptik, nichthermitescher Photonik, Rydbergphysik und Quanteninformationsverarbeitung. Seit 2023 ist er Sprecher des Internationalen Graduiertenkollegs 'Imaging Quantum Systems: photons, molecules, materials' der Universität Rostock sowie den kanadischen Universitäten in Ottawa und Calgary. Er ist Mitglied des Akademischen Senats der Universität Rostock und leitet die Senatskommission für Forschung, Wissenschaftstransfer und wissenschaftlicher Nachwuchs.