Seit Aristoteles beschäftigt die Menschheit die Frage, warum Dinge nach unten fallen. Von Newtons Gravitationsgesetz bis zu Einsteins gekrümmtem Raum-Zeit-Gefüge hat sich unser Verständnis der Schwerkraft immer weiterentwickelt. Doch wie lässt sich Gravitation mit der Quantenphysik vereinbaren, in der Teilchen Wellencharakter zeigen und in mehreren Zuständen zugleich existieren können?
Prof. Hartmut Abele (Technische Universität Wien) untersucht mit seiner Forschungsgruppe, wie Neutronen im Gravitationsfeld der Erde fallen – und stößt dabei an die Grenzen bekannter Theorien. Mit innovativen Experimenten wie der »Gravity Resonance Spectroscopy« lassen sich winzige Effekte messen, die Einsteins Theorie prüfen und Hinweise auf dunkle Materie oder neue physikalische Phänomene liefern könnten. Der Vortrag verbindet historische Perspektiven mit aktueller Spitzenforschung und zeigt, wie uralte Fragen heute mit modernster Quantenphysik neu beleuchtet werden.
In Zusammenarbeit mit dem Exzellenzcluster ORIGINS und den Physikfakultäten der LMU und TU München
Zum Vortrag
Warum fallen Dinge eigentlich nach unten? Diese scheinbar einfache Frage beschäftigt die Menschheit seit über zweitausend Jahren. Schon Aristoteles entwickelte eine geometrische Theorie dazu, später beschrieb Isaac Newton die Gravitation als eine anziehende Kraft zwischen Massen. Albert Einstein revolutionierte schließlich unser Verständnis mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie: Gravitation ist demnach keine Kraft mehr, sondern eine Krümmung von Raum und Zeit.
Doch wie passt dieses Bild zur Quantenwelt, in der Teilchen gleichzeitig Wellen sein können und in vielen Zuständen zugleich existieren? Genau hier setzen moderne Experimente an, in denen Neutronen im Labor frei fallen gelassen und ihre quantenmechanischen Eigenschaften untersucht werden. Solche quantenmechanischen Fallversuche erreichen heute eine erstaunliche Genauigkeit. Sie erlauben nicht nur, Einsteins Theorie an ihren Grenzen zu testen, sondern auch, nach bislang unbekannten Phänomenen wie dunkler Materie oder dunkler Energie zu suchen.
Dabei zeigen die Messungen immer wieder Überraschendes. So werden manche moderne Ansätze, die Gravitation als »entropische Kraft« deuten, durch diese Experimente infrage gestellt. Und
vielleicht gelingt es sogar, uralte Vorstellungen – wie die von Aristoteles – in einem neuen Licht mit der modernen Physik zu verbinden.
Der Vortrag von Prof. Hartmut Abele nimmt Sie mit auf eine spannende Reise durch die Geschichte und Gegenwart der Forschung zur Schwerkraft: von antiken Ideen bis zu hochpräzisen Quanten-
experimenten, die uns heute dabei helfen, den Ursprung der Gravitation besser zu verstehen.
Forschung
Hartmut Abeles Forschungsinteressen liegen an der Schnittstelle von Quantenphysik und Gravitation. Mit seiner Arbeitsgruppe am Atominstitut der Technischen Universität Wien (TU Wien) untersucht er, wie sich Neutronen im Gravitationsfeld der Erde verhalten. Dabei entwickelten er und sein Team eine neuartige Methode, die heute als Gravity Resonance Spectroscopy bekannt ist und präzise Einblicke in die Quantenzustände im freien Fall erlaubt. In der ersten Förderphase des DFG-Schwerpunktprogramms 1491, welches den Bau der zukünftigen Neutronenzerfallsanlage PERC an der Technischen Universität München (TUM) ermöglichte, war Abele gemeinsam mit Stephan Paul Sprecher des Programms. Aktuell arbeitet Abeles Gruppe an einem neuen Projekt, das den Bau eines Demonstrators für einen Quantencomputer unterstützt.
Ablauf und Hinweise
Mehr zum Vortrag
Wissenschaft für jedermann, Vortrag von Prof. Dr. Hartmut Abele, 19. November 2025
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