17.11.2008 - Arizona State University

Sensationelle Entdeckung zum Darwin-Jahr 2009: Die Prinzipien der Evolution gelten auch für die kleinsten Bausteine der Materie

In Erinnerung an den am 12. Februar 1809 in England geborenen Charles Robert Darwin wird das Jahr 2009 wird ein „Darwinjahr“ werden. Der Naturforscher entwickelte die Theorie eines natürlichen Prinzips der Evolution, welche die langsame Aufspaltung der Organismen in viele verschiedene Arten als Folge von Anpassungen an den Lebensraum erklärt.

Physiker fanden jetzt heraus, dass die fundamentalen Prinzipien der Evolution auch für die kleinsten Teilchen der Materie gelten. Danach setzen sich nur die „fittesten“ Partikel durch und erzeugen ihren eigenen „Nachwuchs“. Da diese Quanten-Evolution im wahrsten Sinne des Wortes „universell“ gilt, dürfte die Evolution und die Entstehung von Leben im Kosmos eher die Regel als die Ausnahme sein.

Die Entdeckung der Physiker Prof. Friedemar Kuchar und Dr. Roland Brunner von der österreichischen Montanuniversität Leoben darf daher ohne Übertreibung als wissenschaftliche Sensation bezeichnet. In enger Zusammenarbeit mit Kollegen von der Arizona State University in den USA untersuchten sie so genannte Quantenpunkte von Halbleitern. Quantenpunkte sind kleinste Nanostrukturen, für die auf Grund ihrer geringen Größe nicht die Gesetze der klassischen Physik, sondern vielmehr die Regeln der Quantenmechanik gelten.

Bei der Messung der Energiewerte der Quantenpunkte stießen Kuchar und Brunner auf einen seltsamen Effekt. Werden diese Zustände der Elektronen gemessen, dann vermischen sich die Zustände der Elektronen zum Teil miteinander, aber auch mit jenen der Umgebung. Das hat wiederum zur Folge, dass sie energetisch „verschmiert“ werden. Einige der ursprünglichen Zustände erwiesen sich jedoch als robust und behielten ihre Energiewerte. Diese so genannten „Pointer-Zustände“ konnten bisher für einzelne Quantenpunkte nachgewiesen werden.

Das Verblüffende: Wie das Team berichtet ist es gelungen, deutliche Hinweise auf einen Quanten-Darwinismus zu finden. Dahinter verbirgt sich die Idee, dass bei einer Wechselwirkung mit der Umgebung nur die „stärksten“ Zustände, eben die Pointer-Zustände, stabil bleiben und diese die Eigenschaft haben, „Nachwuchs“ zu produzieren. Zum Nachweis dieses Postulats berechnete die Gruppe um Dr. Brunner und Prof. Kuchar die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten der Elektronen im System mehrerer Quantenpunkte in Serie.

Wie die Wissenschaftler weiter berichten, scheint es bereits auf Quantenebene eine Art von Beziehungsleben zu geben. Diese Quanten-Evolution soll wiederum für die Selektion und Fortpflanzung quantenmechanischer Zustände verantwortlich sein, die wiederum erst die Wahrnehmung unserer Realität ermöglichen.

Das Postulat eines Quanten-Darwinismus ist nicht ganz neu. Als geistiger Vater gilt der US-Forscher Wojciech H. Zurek vom Los Alamos Laboratory in New Mexico.

Weiterführende Literatur: Rolf Froböse; „Die geheime Physik des Zufalls. Quantenphänomene und Schicksal“; Edition BoD, herausgegeben von Vito von Eichborn, Norderstedt 2008

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