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Quantenfeldtheorie Die erstaunliche Kraft des Vakuums: Was wirklich im leeren Raum passiert

Die Vakuumanlage KATRIN bei Karlsruhe
Für ihre Experimente muss die Physik oft mit gewaltigem Aufwand ein extrem gutes Vakuum erzeugen. So wie in der haushohen Anlage KATRIN bei Karlsruhe, die das Gewicht von Neutrinos bestimmen soll
© Markus Breig / KIT
Wer versucht, Räume zu schaffen, die absolut nichts enthalten, erlebt Überraschendes: Das Vakuum ist voller kurzlebiger Teilchen, die kommen und rasch wieder vergehen. Trotz ihrer Flüchtigkeit haben sie womöglich den Keim gelegt für die großen Strukturen des Universums

Eigentlich ist es ein einfaches Experiment: Zwei Metallplatten stehen sich parallel gegenüber, sonst: nichts. Keine Luft, kein Strom, keine Felder – die Platten umgibt allein leerer Raum. Dennoch geschieht Unerwartetes: Sind sie einander nah genug, bewegen sie sich wie von Geisterhand aufeinander zu.

Der Erste, der auf die Kraft des Nichts stieß, war vor gut 70 Jahren der niederländische Physiker Hendrik Casimir. Was er entdeckte, widerspricht unserer Intuition. Moderne Pumpen saugen Vakuumkammern bis auf ein paar Atome leer, und durch den Weltraum schwirrt noch viel weniger Materie – und doch herrschen dort Kräfte, die wir messen können.

Damit beantwortet Casimirs Experiment die alte Frage, über die Philosophie und Wissenschaft lange Zeit stritten: Gibt es die absolute Leere, den von allem freien Raum?

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