Die Physik der Quantensprünge

Auf die Frage, wie man sich ein Atom vorstellen könne, soll Werner Heisenberg einem Kollegen geantwortet haben: »Versuchen Sie es gar nicht erst!« Tatsächlich bestehen die modernen Modelle des Atoms vorwiegend aus mathematischen Formeln, die sich nur schwer in anschauliche Bilder fassen lassen.

Das war nicht immer so. 1803 beschrieb der britische Chemiker John Dalton die Atome als strukturlose, kugelförmige Grundbausteine der Materie, die bei chemischen Reaktionen nicht verändert, sondern lediglich neu angeordnet werden. Erst die Entdeckung des Elektrons 1897 nährte bei einigen Naturforschern die Vermutung, dass Atome eine innere Struktur aufweisen. Daran anknüpfend entwarf der Physiker Joseph J. Thomson 1903 sein sogenanntes Rosinenkuchen-Modell des Atoms, das aus einer homogenen, positiv geladenen Kugelmasse besteht, in der die negativ geladenen Elektronen wie Rosinen in einem Teig eingebettet sind.

Doch bereits nach w...