This thesis fathoms out the capabilities of the theory of quantum mechanics to explain thermodynamic behavior. It covers in particular equilibration and thermalization in closed quantum systems, typicality, time scales for equilibration, quantum integrability and its connection to thermalization, decoherence, and a maximum entropy principle. Together, the presented results form the body of the theory of pure state quantum statistical mechanics. With almost 300 references, ranging from the groundbreaking works of the early 20th century to the most recent discoveries (up to 2013), this work arguably constitutes the most comprehensive review of the literature on equilibration and thermalization in closed quantum systems. All results are presented in a unified notation and many are slightly strengthened or generalized.
Diese Arbeit lotet aus, inwieweit thermodynamisches Verhalten auf der Basis von Quantenmechanik erklärt werden kann. Behandelt werden insbesondere: Equilibrierung und Thermalisierung in abgeschlossenen Quantensystemen, Typikalität, die Zeitskalen auf denen Equilibrierung stattfindet, Integrabilität in der Quantenmechanik, Dekoherenz und ein Prinzip der maximalen Entropie. Zusammengenommen bilden die präsentierten Resultate die Theorie der ``pure state quantum statistical mechanics''. Mit fast 300 Referenzen aus allen Phasen der Entwicklung des Feldes, von den Anfängen im frühen 20. Jahrhundert bis zu den jüngsten Ergebnissen (bis einschließlich 2013), gibt die Arbeit die bisher wohl umfassendste Übersicht zum Thema Equilibrierung und Thermalisierung in geschlossenen Quantensystemen. Alle Resultate werden in einer vereinheitlichten Notation präsentiert und viele leicht verbessert oder verallgemeinert.
