It‘s not Rocket Science - TKM: Wir verhandeln nicht mit der Natur! Warum es sich lohnt manche unlösbare Probleme zu lösen (und andere nicht)

Der zweite Vortrag in der Vortragsreihe "It's not Rocket Science" im Sommersemester 2023.

Ein Höhepunkt in der Ausbildung zur Physikerin oder zum Physiker ist die quantenmechanische Lösung des Wasserstoffatoms. Dabei gelingt es das Problem eines  Protons und eines Elektrons, die mit der Coulomb Wechselwirkung interagieren, vollständig zu lösen.  Basierend auf diesen Resultaten kann man auch komplexere Atome oder kleine Moleküle mit Hilfe von Computern durchaus genau beschreiben. Es stellt sich das Gefühl ein, dass man die materielle Welt  durch trickreiche vollständige Lösung der Schrödingergleichung verstehen kann. Leider ist dieser Reduktionismus eine tragische Fehleinschätzung. Diese rigorose Herangehensweise lässt sich nicht auf mikroskopische Systeme wie Quantenflüssigkeiten, Supraleitung oder Magnetismus in Festkörpern, oder auch nur einzelne Graphenlagen verallgemeinern, obwohl diese Zustände der kondensierten Materie ein enorm reiches Spektrum an spannenden neuen Eigenschaften aufweisen.
In dem Vortrag möchte ich Fragestellungen diskutieren, bei denen wir, trotz der Unlösbarkeit des quantenmechanischen Vielteilchenproblems, dennoch rigorose Aussagen machen können. Wichtige Konzepte sind dabei asymptotische Universalität in mikroskopische Systemen sowie typologisch geschützte physikalische Eigenschaften. Die gewonnen Resultate sind dann nicht mehr verhandelbar, sie können im Experiment klar falsifiziert werden. Beispiele die wir diskutieren werden sind aus dem Bereich der Supraleitung, des  Magnetismus und der kritischen Endpunkte in Phasendiagrammen.