Im Gegenteil! - Eine merkwürdige Maschine

Fermionen sind Einzelgänger, und sie sind das Gegenteil von den Teilchen mit ganzzahligem Spin, die in der Fachwelt Bosonen heißen und in Massen mit gleichen Eigenschaften auftreten. Solange Elektronen einzeln unterwegs sind, erfahren sie einen Widerstand, der verschwindet, wenn sie sich als Paare bewegen, weil sie in dieser Kombination über einen ganzzahligen Spin verfügen. Auch wenn dieses Verhalten geheimnisvoll bleibt, so hilft dieser Wechsel ins Gegenteil, die Eigenschaft der Supraleitung zu verstehen. Komisch wiederum kommt der zweite Grund seines Ruhms daher, der Pauli Effekt heißt. Er bewirkt, dass die Anwesenheit des Effekts in einem Laboratorium zum Versagen eines Messgeräts oder eines anderen Apparats führt. Nun wird in der Zeitschrift „Nature“ eine „Pauli Engine“ beschrieben, mit der sich Wärmeenergie in mechanische Arbeit umwandeln lässt. Hier wollte man versuchen, mit genuin nicht-klassischen Formen von Energie zyklisch arbeitende Maschinen mit Hilfe des Pauli Prinzips zu betreiben und hoffte, sich den Pauli Effekt vom Leib halten zu können. In dem beschriebenen Apparat wird die Differenz in der Energie ausgenutzt, die sich zwischen einem Ensemble aus Bosonen und Fermionen einstellt, wenn dabei ausreichend tiefe Temperaturen herrschen und es um „ultracold particles“ geht. Mit Hilfe eines aus der Streutheorie bekannten Phänomens, der magnetischen Feshbach Resonanz, können wunderbarerweise die statistischen Eigenschaften der Fermionen wie bei der Supraleitung in solche von Bosonen umgewandelt werden, und so wird dank des Pauli Prinzips Energie frei, die zu Arbeit wird. Die Maschine wirkt durch quantenmechanische Phänomene und nutzt Gesetze der Statistik, um über eine nützliche thermodynamische Ressource zur berechenbaren Produktion von Arbeit zu verfügen. Statistik schafft physikalische Arbeit. Man würde doch das Gegenteil erwarten, nämlich ein Zerbröseln von Energie im statistischen Rauschen. Fast könnte man meinen, dass Pauli vom Himmel aus für das Gegenteil von dem sorgt, was er auf Erden bewirkt und ihn auch unbeliebt gemacht hat. Man könne das einen Pauli Gag nennen.