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Fünfmalklug Was ist ein Quantensprung?

Das Sprachbild vom Quantensprung ist extrem beliebt. Denn «Quantensprung» klingt einfach besser als «Forschritt». Woher aber kommt das Sprachbild eigentlich?

Gelber Atomkern mit gelben Elektronen, die darum herum sausen.
Legende: Dynamik im Innersten: Die Elektronen im Atom sind ständig in Bewegung. Colourbox

Wer die Zeitung aufschlägt, der findet fast immer irgendwo einen Quantensprung. Jüngst zum Beispiel: einen Quantensprung für die europäische Integration, einen Quantensprung im Verkehrsrichtplan oder einen Quantensprung in der Schweizer Eishockeygeschichte. Gemeint ist damit jeweils ein ungewöhnlich grosser Fortschritt. Doch das Sprachbild hängt schief. Denn da, wo es herkommt – in der Physik nämlich – ist ein Quantensprung weder ungewöhnlich noch gross.

Erklären kann man das am besten am Beispiel des Atoms. Es besteht aus einem Atomkern, um den herum Elektronen sausen. Diese Elektronen können Energie aufnehmen – zum Beispiel wenn ein Lichtteilchen in sie hineinfliegt. Dieses Licht schlucken die Elektronen und springen dadurch auf ein etwas höheres Energieniveau. Sie machen einen Quantensprung. Meistens purzeln sie von dort oben gleich wieder in ihren vorherigen Zustand zurück – wobei sie dann wieder ein Lichtteilchen abgeben.

Alltag in der Welt der kleinsten Teilchen

So geht das die ganze Zeit in der Welt der Elektronen. Hochhopsen, runterpurzeln. Hochhopsen, runterpurzeln. Quantensprünge sind da so normal wie für uns Atemzüge. Wer meint, etwas sei ein Quantensprung gewesen, sagt also eigentlich: Da ist eine kleine Veränderung passiert, die gleich wieder ungeschehen gemacht wird. So sehen das viele Physikerinnen und Physiker. Und ärgern sich, wenn sie wieder einmal irgendwo von einem «Quantensprung» lesen.

Doch die Entdeckung des Quantensprungs Anfang des 20. Jahrhunderts war wirklich etwas Besonderes. Seit dem antiken Denker Aristoteles war man sich eigentlich einig: Die Natur macht keine Sprünge. Und plötzlich zeigte sich: Die Elektronen springen eben doch. Was für ein Paradigmenwechsel!

Daran knüpfen wohl jene an, die das Bild vom Quantensprung verwenden. Der Quantensprung ist zwar ein ganz normaler Schritt fürs Elektron. Aber ihn zu entdecken, war ein grosser Schritt für die Menschheit.