„Goldener Schnitt“ in der Quantenwelt entdeckt

Der „Goldene Schnitt“, die harmonische Proportion zweier Größen im Verhältnis von ca. 1.618 kann in vielen Bereichen des Lebens – wie der Biologie oder der Architektur – gefunden werden.

Kürzlich wurde – dank der Forschungen an der englischen Universität Oxford, der Universität von Bristol, dem Rutherford-Appelton-Labor und dem Helmholtz-Zentrum in Berlin für Materialien und Energie – entdeckt, dass dieses spezielle Verhältnis auch in der Welt der Atome gefunden werden kann.

Die Forschungsergebnisse, die am 8. Januar im Journal Science veröffentlicht wurden, stammen aus Untersuchungen von einatomigen Ketten aus magnetischem Kobalt-Niobat. Dazu wurde ein – zur magnetischen Ausrichtung der Elektronenspins der Atome der Kette – rechtwinkliges Magnetfeld angelegt. In diesem Feld beginnen die auf der Atomkette untereinander wechselwirkenden Magnete ähnlich einer Gitarrensaite zu schwingen. Dieser Zustand wird von den Wissenschaftlern als quantenkritisch bezeichnet. Die magnetischen Momente der benachbarten Ketten beeinflussen sich dabei ebenfalls gegenseitig; so bilden sich auch von Kette zu Kette Schwingungen aus, wobei aber nur Schwingungen bestimmter Frequenzen (Resonanzfrequenzen) vorkommen.

Um diese festen Frequenzen zu messen, wurden Neutronen (die ebenfalls ein magnetisches Moment besitzen und mit den magnetischen Schwingungen der Atomketten in  Wechselwirkung treten können) auf die Kobalt-Niobat- Probe geschossen. „Wir haben verschiedene Resonanzen gefunden. Die ersten beiden weisen ein perfektes Verhältnis auf. Ihre Frequenzen haben ein Verhältnis von 1.618 … der berühmte Goldene Schnitt, das berühmte Verhältnis, das aus der Architektur bekannt ist“, sagte Forschungsdirektor Dr. Radu Coldea von der Universität Oxford in einer Presseinformation. „Es zeigt die wunderschöne Proportion des Quantensystems – eine versteckte Symmetrie.“

Dr. Alan Tennant, der die Forschungsgruppe in Berlin leitet, sagte: „Solche Entdeckungen führen Physiker zu der Spekulation, dass die Quantenwelt, die Welt in der Größenordung von Atomen, ihre eigene innewohnende Ordnung hat. Ähnliche Überraschungen erwarten die Forscher möglicherweise auch bei anderen Materialien, die sich im kritischen Quantenzustand befinden.“

Quelle: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/327/5962/177

Originalartikel auf Englisch: Golden Ratio Discovered in the Quantum World