Obwohl es schon sehr aufschlussreich ist den Zustand eines einzelnen Teilchens beschreiben zu können, ist es oft notwendig Zustände zu verstehen die viele Teilchen umfassen. So enthalten fast alle Atome mehr als ein Elektron und die Gegenstände des täglichen Lebens bestehen aus sehr vielen Atomen. In diesem Kapitel möchte ich einige Aspekte der Vielteilchen-Quantenmechanik erläutern. Zuvor sollte ich auf die Seite zu Vielteilchen-Wellenfunktionen verweisen, die sich ebenfalls mit diesem Thema befasst.
Eine wichtige Frage in der Vielteilchentheorie ist, ob es möglich ist, zwei Teilchen von einander zu unterscheiden. Unterschiedliche Teilchen gehorchen einer grundlegend anderen Physik, als gleiche Teilchen. So können sich zwei unterschiedliche Teilchen problemlos am gleichen Ort aufhalten. Der Aufenthalt ununterscheidbarer Teilchen ist dagegen oft durch das Paulische Ausschließungsprinzip beschränkt.
In der Quantenwelt können zwei oder mehr Teilchen so eng miteinander verknüpft sein, dass man sie nicht unabhängig voneinander beschreiben kann. Diese Teilchen befinden sich dann in einem gemeinsamen verschränkten Zustand. Solche Zustände sind z.B. wichtig für den Einsatz von sogenannten Quantencomputern.
Sehr viele Teilchen einer Sorte können auch als ein Gas aufgefasst werden. Unter hohen Temperaturen verhalten sich solche Gase genau wie klassische Gase. Bei relativ niedrigen Temperaturen machen sich jedoch die quantenmechanischen Eigenschaften bemerkbar. Hier muss man unterscheiden zwischen Fermionen, die dem Pauliprinzip unterliegen, und den Bosonen, die dieser Beschränkung nicht unterliegen. Fermionen bilden bei tiefen Temperaturen ein Fermigas. Bosonen können zu einem Bose-Einstein-Kodensat kondensieren.
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Letzte Änderung: 13.01.2003