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Chien-Shiung Wu: die Frau an der Basis der Quanten­technologie  (die jedoch keinen Nobelpreis erhielt)

Als Tsung-Dao Lee und Chen-Ning Yang im Jahr 1957 der Nobelpreis für Physik verliehen wurde, fanden viele Fachleute, Chien-Shiung Wu sei zu Unrecht übergangen worden. Diese beiden theoretischen Physiker hatten die in der Quantenphysik wesentliche Idee der Paritätsverletzung vorhergesagt, aber den empirischen Nachweis dieses Phänomens erbrachte Chien-Shiung Wu (1912-1997).

Erst zwanzig Jahre später erhielt sie als Würdigung für ihr – inzwischen berühmtes – Experiment den Wolf-Preis, der auch als Trostpreis für Wissenschaftler gilt, die keinen Nobelpreis gewonnen haben.

Wu-Experiment

Mit ihrem Experiment gelang Wu der Nachweis von Paritätsverletzung, aber was ist das eigentlich? Kurz gesagt: die Verletzung der Paritätssymmetrie. Parität bedeutet Spiegelsymmetrie, die Transformation in Teilchen, die links und rechts vertauscht. Lange Zeit wurde angenommen, dass die Naturgesetze bei dieser Spiegelung unverändert bleiben: das sog. Gesetz der Paritätserhaltung. Das Experiment von Wu ergab jedoch, dass Parität keine Symmetrie ist, und hatte bedeutende Konsequenzen für die Physik. Wu hatte bewiesen, dass Teilchen nicht immer symmetrisch sind. Während beispielsweise ein bestimmtes linkshändiges Teilchen normalerweise rechtshändig werden würde, bleibt es nun nach dieser Spiegelung linkshändig. Dadurch können Physiker jetzt einen objektiven Unterschied zwischen den Begriffen „links“ und „rechts“ machen.

Andere Experimente

Wu ist vor allem für ihr Experiment auf dem Gebiet der Paritätsverletzung bekannt, sie war aber auch in vielen anderen Bereichen sehr aktiv. Sie beschäftigte sich mit Forschungen zur Kernspaltung und war am Manhattan-Projekt beteiligt, zu dem sie mit der Trennung von Uran-Isotopen beitrug. Auch gelang ihr der erste experimentelle Nachweis des Phänomens der Quantenverschränkung. Bei diesem besonderen Phänomen bleiben die Eigenschaften einiger Teilchen gewissermaßen verschränkt, auch wenn die Teilchen sich in großer Entfernung zueinander befinden. Dank ihrer vielen Beiträge zur Wissenschaft galt Wu als die „First Lady of Physics“ und sie wurde mit ihrer Vorgängerin Marie Curie verglichen.

Quantenmechanik und Patente

Bislang wurden noch keine konkreten technologischen Anwendungen für das Phänomen der Paritäts­verletzung entwickelt. Aber das kann sich in Zukunft ändern. Die Experimente mit Quantenverschränkung haben beispielsweise im Laufe der Zeit zu Erfindungen und neuen Anwendungen geführt, darunter Quanten­computer, Quantenkommunikation usw. Die steigende Zahl der Erfindungen durch Wissen­schaftler in der Quantenmechanik kommt auch im weltweiten Anstieg der Patentanmeldungen im Bereich der Quanten­technologie zum Ausdruck. Zwischen 1997 und 2019 wurden 35.278 Patente auf dem Gebiet der Quantentechnologie angemeldet. Lag die Zahl der Anmldungen im Jahr 1997 noch bei lediglich 134, waren es im Jahr 2019 bereits 4.573!

 

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