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Mit ihm machte Einstein seine letzte bedeutende Entdeckung: Prof. Satyendra Nath Bose (li.) 1953 mit
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Mit ihm machte Einstein seine letzte bedeutende Entdeckung: Prof. Satyendra Nath Bose (li.) 1953 mit Max von Laue

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Die Bose-Einstein-Statistik

Der Verlust der Individualität

Satyendra Nath Bose entdeckte zusammen mit Einstein den Herdentrieb der Atome.

Ende Juni 1924 bekommt Einstein Post von einem bis dahin unbekannten indischen Physiker: Satyendra Nath Bose. In einem kurzen Anschreiben bittet der 30jährige Dozent für Physik und Mathematik der Universität Dacca seinen berühmten Kollegen um seine Meinung zu einem beiliegenden Manuskript. Es geht um Probleme der neuen Quantentheorie.

Einstein erkennt sofort die Bedeutung der Arbeit. Er übersetzt Boses Artikel und reicht sie bei der Zeitschrift für Physik ein. An den indischen Physiker schickte er eine Postkarte, auf der er Bose bescheinigt, seine Ableitung sei ein „wichtiger Schritt vorwärts und gefällt mir sehr.“

Einsteins anerkennende Worte finden bald eine ganz praktische Anwendung. Mit der Postkarte als Referenz bekommt Bose einen beantragten Forschungsaufenthalt in Europa sofort genehmigt und auf dem deutschen Konsulat erlässt man ihm sogar die Visumsgebühren.

Boses Arbeit war für Einstein wie eine lang gesuchtes Puzzelteil, er hatte sofort weitere Teile die er anlegen konnte. Nachdem er Boses Arbeit übersetzt hatte, schrieb er einen eigenen Artikel, der auf den Überlegungen des indischen Physikers aufbaute. Innerhalb der folgenden Monate liess er zwei weitere Veröffentlichungen folgen.

Bose behandelte Licht wie ein Gas aus Photonen. Er erhielt so einen einfache, überzeugende Herleitung des Planckschen Strahlungsgesetzes. Dieses 1900 aufgestellte Gesetz stand am Anfang der Quantentheorie überhaupt und bereitete den Physikern immer noch großes Kopfzerbrechen. Bose lieferte die erste Herleitung, die ganz auf Anleihen aus der klassischen Physik verzichtete. Sie gilt als die vierte und letzte revolutionäre Arbeit der Quantentheorie, bevor diese sich zur in sich zum geschlossenen Theoriegebäude der Quantenmechanik entwickelte.

Einstein wandte Boses neue statistische Methode auch auf ein normales, aus Atomen aufgebautes Gas aus. Er dehnte damit den Welle/Teilchendualismus von Lichtteilchen auf Atome aus. Mit einer wesentlichen und verwunderlichen Folge: Einstein sagte voraus, dass nach der Quantentheorie die Gasmoleküle nicht unabhängig von einander sind. Bisher ging man davon aus, dass sich beispielsweise jedes Atom in einem Edelgas ganz individuell verhält. Glaubte man dem Ergebnis von Einstein und Bose, dann waren die einzelnen Atome gar nicht unterscheidbar, sie verloren sozusagen ihre Individualität. Die Folge war, dass die Atome einem Art Herdentrieb folgten, sich in einem Energiezustand drängelten.

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Zuletzt geändert am: 18.02.2005