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Prolog: Das weiße Kaninchen |
6 |
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Inhaltsverzeichnis |
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Teil I Quantum 2.0 – die zweite technologische Revolution aus der Welt der Quanten |
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1 Große Macht |
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Quantenphysiker – von Magiern zu Ingenieuren |
27 |
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Immer abstraktere Theorie, immer konkretere Technologie – der Laser |
31 |
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Quantenphysik und Elektronik – vom Transistor zum integrierten Schaltkreis |
34 |
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Neue Verbindungen – Quantenchemie und Quantenbiologie |
38 |
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Quantenphysik überall – und es kommt noch viel mehr |
41 |
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2 Nach unten hin gibt es noch viel Platz |
43 |
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Aus Quantenspuk wird Technologie |
46 |
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Immer genauer messen – Quantentechnologien machen es möglich |
53 |
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Der heilige Gral der Datensicherheit – die Quantenkryptographie |
58 |
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3 Technologie im Allerkleinsten |
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Nano – Unendliche Möglichkeiten im unsichtbar Kleinen |
63 |
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Wundermaterialien |
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Wertvoller als Diamant |
69 |
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Von der Mikro- zur Nanoelektronik |
72 |
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Ultrakleine Maschinen – Beherrscher der Nanowelt |
74 |
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Wenn Nano- und Biotechnologie miteinander verschmelzen |
76 |
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Assembler – eine Welt aus Staub |
78 |
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4 Unfassbar schnell |
82 |
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Der heutige Computer – ein Konzept aus den 1940er-Jahren |
85 |
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Eine neue Art zu rechnen |
89 |
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Exponentielle Rechenkraft |
91 |
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Probleme, die Quantencomputer lösen – und neue, die sie schaffen könnten |
96 |
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Wann kommt der Quantencomputer? |
101 |
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Das Quanteninternet |
103 |
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Teil II Quantenwelten – Bizarres im ganz Kleinen |
108 |
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5 Widersprüchliche Atome |
109 |
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Philosophische Widersprüche |
111 |
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Höhlengleichnis gegen Atome mit Haken und Ösen |
115 |
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Der Weg zu einer physikalischen Theorie der Atome |
117 |
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Der problematische Rahmen der klassischen Physik |
120 |
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6 Natura facit saltus |
124 |
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Ein Akt der Verzweiflung |
125 |
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Der nächste Quantensprung – Einsteins Lichtteilchen |
128 |
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Der Welle-Teilchen-Dualismus |
130 |
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Von Thomsons Rosinenkuchen bis zu den Bohr’schen Quantensprüngen |
133 |
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Strichcodes der Elemente |
138 |
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7 Tertium datur |
142 |
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Welle-Teilchen-Dualismus 2.0 |
143 |
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Wellenmechanik – schöne neue abstrakte Welt |
146 |
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Heisenbergs Unschärferelation und die neue Quantenmechanik |
148 |
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Wellenfunktion und Wahrscheinlichkeiten – der Abschied von der physikalischen Kausalität |
152 |
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8 Sowohl als auch und weder noch |
158 |
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Bizarres am Doppelspalt |
161 |
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Der mysteriöse Kollaps der Wellenfunktion |
166 |
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Bohrs Komplementaritätsprinzip – die Kopenhagener Deutung |
168 |
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Der Streit – die Bohr-Einstein-Debatte um eine spukhafte Fernwirkung |
171 |
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9 Verlust der Identität |
176 |
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Grenzen in Auflösung |
177 |
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Zwei Elektronen – und doch ein und dasselbe |
179 |
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Zwei und doch eines |
182 |
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Altes Rätsel, neue Auflösung – das Gibbs-Paradoxon |
187 |
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Wechselspiele mit Fermionen und Bosonen |
189 |
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Supraleitung, Suprafluidität und Laser – nützliche makroskopische Quanteneffekte |
192 |
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Offene Probleme der Kopenhagener Deutung |
195 |
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Teil III Von Quantenfeldtheorien zu einer „Theorie von Allem“ – alles Materielle löst sich auf |
199 |
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10 Negative Energien und der Elektronenspin |
200 |
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Einsteins zweiter Geniestreich – die Spezielle Relativitätstheorie |
201 |
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Eine neue Gleichung und die Auflösung des Spin-Rätsels |
206 |
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Vom Entsetzen zur Sternstunde der theoretischen Physik |
208 |
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Löcher im See |
210 |
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Der Weg zur ersten Quantenfeldtheorie |
213 |
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11 Quantenfeldtheorien |
216 |
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In zwei Sprüngen vom klassischen Teilchen zum Quantenfeld |
218 |
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Die Neue Welt übernimmt die Führung |
222 |
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Quanten des elektromagnetischen Feldes – die neue Rolle des Photons |
227 |
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Teilchen aus dem Nichts |
230 |
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Die Entmaterialisierung der Materie |
232 |
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Alles ist eins |
234 |
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12 Unendlich minus unendlich gleich endlich |
239 |
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Sesam, öffne dich! |
241 |
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Spiralen und Loops |
244 |
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Kompliziert ohne Ende |
248 |
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Jenseits des Horizonts |
250 |
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Verbleibendes Unwohlsein |
252 |
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13 Immer mehr Teilchen |
255 |
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Konfusion im Teilchenzoo |
256 |
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Der edle achtfache Pfad der Physik |
259 |
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Drei Quarks für ein Musterzeichen |
262 |
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Gefangene Quarks |
265 |
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Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik |
268 |
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Das Teilchen, ohne das nichts geht |
272 |
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Noch nicht am Ende |
273 |
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14 Einstein passt nicht rein |
277 |
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Einsteins zweite Relativitätstheorie |
280 |
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Ganz nah an der Sonne |
283 |
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Sackgasse Singularität |
285 |
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Die Krux mit den Hierarchien |
288 |
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Jenseits des Standardmodells |
292 |
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Supersymmetrien, Strings und Quantenschlaufen |
295 |
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Der Blick in die Sterne |
297 |
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Teil IV Einschnitte ins philosophische, ästhetische und spirituelle Denken |
302 |
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15 Der Weg in die Substanzlosigkeit |
303 |
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Kein Boden mehr unter den Füßen |
307 |
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Zufriedene Physiker, unzufriedene Philosophen |
311 |
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„Shut up and calculate!“ |
315 |
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16 Das neue Wahrheitsverständnis |
317 |
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Der Königsberger Revolutionär |
321 |
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Zufriedene Philosophen, unzufriedene Physiker |
325 |
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Sekt und Selters |
329 |
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Ganz oder gar nicht? |
333 |
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17 Das ewige Wechselspiel |
337 |
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Das Ende der Ich-Illusion |
340 |
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Die Substanzlosigkeit des Mittleren Weges |
342 |
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Leerheit im Herzen |
347 |
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Unlösbar verbunden und doch nicht in Einem verschwimmend |
350 |
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Eine Brücke über einen Abgrund von über 1800 Jahren |
352 |
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18 Symmetrien |
356 |
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Von der Kunst zur Wissenschaft |
358 |
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Symmetrie als Invarianz |
361 |
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Die größte Mathematikerin aller Zeiten |
365 |
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Ein Ausflug ins 8. Semester Mathematik |
369 |
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Schön genug, um wahr zu sein |
371 |
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Das Muttermal auf der Wange |
374 |
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19 Quantenbewusstsein und das Tao der Physik |
378 |
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Quantenphysik und Geist – ein populärer Zusammenhang |
381 |
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Die Quantenphysik als Krücke für unklares Denken |
382 |
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Ein paar Jahrzehnte zu spät |
384 |
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Ochs vorm Berge, eins, zwei, drei … |
387 |
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Das Tao der Physik – die quantenesoterische Bewegung |
389 |
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Der Trugschluss der Quantenesoterik |
393 |
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20 Quantenphysik und Glauben |
396 |
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Einstein und Gott am Würfeltisch |
398 |
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Bohr und das fernöstliche Denken |
401 |
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Heisenberg und die Welt der Werte |
405 |
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Wie die Quantenphysik den Glauben in die Ecke drängte |
407 |
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Was die Physik offen lassen muss |
409 |
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Teil V Verschränkung – des Quanten-Pudels Kern |
415 |
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21 Katzenschicksale |
416 |
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Der Sprung über die Grenze |
418 |
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Lagebesprechung |
420 |
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Die Verschränkung betritt die Bühne |
423 |
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Alles ist wahr |
426 |
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Die finale Frage |
429 |
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22 Wigners Freund |
432 |
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Messung mit Hintermann |
433 |
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Quanteneffekte in biologischen Systemen |
436 |
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Quantenphysik am Beginn des Lebens |
441 |
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Quantenphysik in unserem Kopf |
444 |
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23 EPR und die verborgenen Variablen |
449 |
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Einstein sträubt sich |
451 |
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Zusammenprall der Ansichten |
454 |
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Ein kurzes Strohfeuer |
457 |
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24 Die experimentelle Auflösung der Bohr-Einstein-Debatte |
461 |
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Bohm oder Bohr? |
462 |
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Das zweimal erfundene Rad |
464 |
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Von der Idee zur konkreten Anleitung |
466 |
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Aus Zwei mach Vier |
469 |
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Ein erfolgreiches Sabbatjahr |
472 |
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Es spukt wirklich in der Quantenwelt |
474 |
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Ein Startschuss – und kaum jemand läuft los |
478 |
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Mit Licht zum Erfolg |
480 |
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Die schrittweise Demontage der verborgenen Variablen |
482 |
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Eine Welt voller No-Gos |
484 |
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25 Das Zeitalter der Verschränkung |
488 |
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Erste Schritte in eine neue Technik |
490 |
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Abhörsicher durchs Weltall |
494 |
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Von der klassischen Informationstheorie zum Quantencomputer |
497 |
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Eine verpasste Gelegenheit |
500 |
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Ein weites Feld |
502 |
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26 Schrödingers Katze lebt |
508 |
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Die Suche nach dem magischen Punkt |
511 |
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Wenn Quantensysteme ein Bad in der Menge nehmen |
513 |
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Realität durch Dekohärenz |
516 |
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Ultraschnell in die Realität |
520 |
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Wie es weitergeht |
522 |
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Die Kehrseite der Dekohärenz |
524 |
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Teil VI Die Zukunft – Wohin geht es? |
528 |
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27 Quantenrevolution 2.0 |
529 |
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Technologie und gesellschaftlicher Wandel |
533 |
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Das mächtige Trio |
535 |
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Schnelle neue Welt |
537 |
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Wer sitzt am Steuer? |
541 |
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Sich informieren ist erste Bürgerpflicht |
545 |
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Epilog: Ein Morgen im Jahr 2050 |
548 |
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Literatur |
553 |
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Personenverzeichnis |
561 |
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Sachverzeichnis |
563 |
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