Um die Welt reisen

Das Rätsel „Um die Welt reisen” bestand darin, einen Globus im Salon zu öffnen, indem man den daran befestigten Schlüssel befreite. Dieses Rätsel scheint auf den ersten Blick nichts mit Quanteneffekten zu tun zu haben, veranschaulicht jedoch perfekt ein Quantenkonzept mit Hilfe einer klassischen Analogie: die Berry-Phase. 

In diesem Rätsel war der Schlüssel an einer Schiene um den Globus befestigt, die an ihrem Ende durch einen Würfel blockiert war. Die Lücke in der Schiene hätte das Entfernen ermöglicht, die Form des Würfels verhinderte aber für die meisten Winkel, dass der Schlüssel durchpasste. Die Herausforderung bestand darin, den Schlüssel zu drehen, was jedoch direkt nicht möglich war. Stattdessen leitete die Schiene selbst die Drehung. Je nach eingeschlagenem Weg änderte sich der Winkel des Schlüssels – ein Effekt, den Physiker als Phasendifferenz bezeichnen.  Die Berry-Phase ist die Rotation (oder Phase), die Quanten oder klassische Teilchen durch die Ausführung einer Schleife in einer gekrümmten Oberfläche annehmen. 

In diesem Rätsel ermöglichte diese Phasendifferenz schliesslich die Befreiung des Schlüssels.

• Berry-Phase: Wikipedia
• Bildquelle: materia.fisica.unimi.it