Historisches

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1925 gelang Heisenberg der Durchbruch mit seinem Prinzip, zur Beschreibung physikalischer Vorgänge in einer Gleichung nur Größen zu verwenden, die gleichzeitig beobachtbar sind. Zur Beschreibung des Verhaltens eines Elektrons in einem leuchtenden Gasatom setzte er die Amplituden und Frequenzen der Emissionslinien des sichtbaren Gasspektrums zu einem quadratischen Schema zusammen und stellte in Analogie zur klassischen Mechanik eine Kraftgleichung für dieses Schema auf, die zu richtigen Vorhersagen einiger unerklärter experimenteller Befunde führt. Seine Orginalveröffentlichung wird hier vereinfacht dargestellt. Sie löste eine Flut weiterer Veröffentlichungen hochintelligenter junger Physiker aus, die seine Idee zur Quantentheorie in der Form der sogenannten Matrizenmechanik ausbauten.

Kurz nachdem Heisenberg seine Idee veröffentlicht hatte, stellte SchrödingerWikipedia-logo.png seine Wellenmechanik vor, die auf Vorarbeiten wie De'Broglies Materiewellen aufbaut und einen anderen Zugang zur Quantenmechanik bietet. Schrödinger zeigte in der gleichen Veröffentlichung, dass sich beide Mechaniken ineinander überführen lassen und damit äquivalent sind. Je nach Anwendung wird heute die eine oder andere Version der Mechanik genutzt. Die Matrizenmechanik wird meist in Computerprogrammen zur Approximation von Lösungen wie beispielsweise in Programmen der "Computational Chemistry" oder der Kernphysik verwendet, während in einführenden Darstellungen der Quantenmechanik wegen der möglicherweise größeren Anschaulichkeit die Wellenmechanik Schrödingers bevorzugt wird. Die Grundlagen der sich aus Heisenbergs Idee entwickelnden Quantenmechanik und einige bemerkenswerte Schlussfolgerungen daraus wie die Existenz des Positrons wurden von DiracWikipedia-logo.png in seinem 1930 erschienenen Buch "The Principles of Quantum Mechanics" in unübertreffbarer Klarheit herausgearbeitet. Zur Ableitung der Beziehungen zwischen quantenphysikalischen Größen griff Dirac auf das Korrespondenzprinzip bzw. das Prinzip zurück, dass die Beziehungen in größeren räumlichen Dimensionen in Beziehungen zwischen korrespondierenden klassischen Größen übergehen müssen. Insbesondere verwendet er eine quantenmechanische Analogie zur sogenannten Poissonklammer und leitet die Schrödingergleichung aus heuristischen Überlegungen ab.