Selbstorganisation der Materie

Vorwort zur 2. Auflage"Krise an der Vorderfront der Physik" titelte die New York Times am 7. Juni 2015. "Teilchenphysik: Supersymmetrie in der Krise" ist der Aufmacher der September-Ausgabe 2014 von Spektrum der Wissenschaft. Die Krise der Physik ist offen ausgebrochen: Keines der von "vereinheitlichten Materietheorien" seit Jahrzehnten vorhergesagten Teilchen wurde experimentell an Teilchenbeschleunigern gefunden. Das heute vorherrschende physikalische Weltbild richtet sich gegen ein vertieftes Verständnis der Struktur und Entwicklungsprozesse der Materie. Stattdessen sucht es das Wesen der Materie in mathematischen Symmetrien mikroskopischer Materiebausteine, die über der Natur stehen. "Verloren in der Mathematik", kritisiert die Physikerin S. Hossenfelder [Hossenfelder 2018]: Anstatt von experimentellen Beobachtungen liess sich die Teilchenphysik von der "mathematischen Schönheit der Gleichungen" leiten. Die entstandene Krise der Physik betrifft jedoch nicht nur einzelne Zweige, wie die Teilchenphysik. In der Kosmologie behauptet die Urknalltheorie die "Erschaffung von Materie und Energie aus dem Nichts einer Anfangssingularität". Sie stützt sich alleine auf die Deutung der Rotverschiebung des Lichts entfernter Himmelskörper als allgemeine Fluchtbewegung und ist losgelöst von der beobachtbaren Entwicklung der Materie im All. In der zu Grunde liegenden Allgemeinen Relativitätstheorie wurde die Gravitation geometrisiert, zu einer Eigenschaft eines gekrümmten "leeren" Raums, einem "Nichts" erklärt. "Entstehung von Materie aus dem Nichts" im Urknall, "Ersetzung von Materie durch Geometrie leerer Räume" in der Gravitation und Deutung der subatomaren Teilchen und Quantenfelder in der Teilchenphysik als "Anregungen des Nichts": Die offene Krise verschiedener Bereiche der Physik haben eine gemeinsame Ursache in der Erkenntnistheorie.Diese erkenntnistheoretische Krise der Physik entstand, trotz ungeheurer Fortschritte in Einzelfragen. Sie begann bereits im Übergang zum 20.

1. Zwei widerstrebende Richtungen in der modernen Naturwissenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92. Selbstorganisation in Vielteilchensystemen . . . . . . . . . . . . . . 272.1 Die Daseinsweise von Atomen in Phasen . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.2 Strukturbildung nahe am Gleichgewicht: Domänen, topologische Defekte und Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.3 Selbstorganisation in Umwandlungs- und Transportvorgängen . . . . . . 462.4 Struktur der Atome und ihre Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.5 Phasen und ihr "Zoo der Anregungen" . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603. Quantengase und -flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.1 Suprafluidität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.2 Fermigase und -flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.3 Supraleitung von Elektronen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.4 Supraflüssigkeiten mit Spin - Helium-3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954. Materiewellen und Quanten als Ausdruck der Wirkung tieferer Strukturebenen der Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.1 Das gefüllte "Vakuum": Nullpunktfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . 1044.2 Die dialektische Einheit von Materiewelle und Teilchen . . . . . . . . . . 1104.3 Quantenverschränkung: Gemeinsame Materiewellen . . . . . . . . . . 1224.4 Die Stabilität der Elektronenhülle von Atomen . . . . . . . . . . . . . . 1264.5 Dirac-See, Quantenfelder und Unendlichkeiten . . . . . . . . . . . . . . 1334.6 Materiewellen als Organisationszustände des Nullpunktfelds . . . . . . 1455. Der Einfluss tieferer Strukturebenen der Materie auf Bewegung und Gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1525.1 Bewegungen bei grossen Geschwindigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . 1535.2 Die spezielle Relativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1625.3 Beschleunigte Bewegung, Trägheit und Gravitation . . . . .

Jahrgang 1967, ist Universitätsprofessor für Physik in Göttingen und arbeitet in den Bereichen Festkörper-, Material- und Quantenphysik. Er hat besonders die Entwicklung neuer Materiezustände durch kollektive Selbstorganisation in stark wechselwirkenden Vielteilchensystemen wie Supraleitern untersucht.Aktuell forscht er an neuen Ansätzen für die erneuerbare Energieumwandlung in stark wechselwirkenden Materialien. Ehrenamtlich ist er in der Arbeiter-, Umwelt- und Jugendbildung aktiv sowie in verschiedenen Wissenschaftseinrichtungen.