Ein Heidelberger hat die Quantenwelt sichtbar gemacht

Die Welt der Quantenmechanik ist für viele wissenschaftlich interessierte Laien ein Buch mit sieben Siegeln – und das vor allem auch, weil man sie nicht direkt beobachten kann, geht es doch um das Allerkleinste. Die oftmals skurrilen Schlussfolgerungen, zu denen die Quantenphysiker gelangen, ziehen sie meist aus der theoretischen Interpretation aufwendiger Experimente. Für Nicht-Physiker ist das nur wenig anschaulich. Markus Oberthaler hat sich gerade hier Verdienste erworben: Der 40-jährige Physik-Professor hat gemeinsam mit seinem Team vom Kirchhoff-Institut für Physik Quantensysteme geschaffen, die mit einem herkömmlichen Mikroskop zu beobachten sind. „Wir können da jetzt ganz anders hinschauen“, sagt der gebürtige Tiroler, der seit 2003 in Heidelberg forscht.

Für seine Arbeit wurde Oberthaler nun der baden-württembergische Landesforschungspreis für Grundlagenforschung mit einem Preisgeld von 100 000 Euro zuerkannt. Bei der Entscheidung der Jury war es sicherlich von Bedeutung, dass Oberthalers Team nicht nur mathematische Formeln an die Tafel schreiben, sondern auch interessante Bilder vorlegen kann: In sogenannten Bose-Einstein-Kondensaten machen die Heidelberger Physiker zum Beispiel den „Tunneleffekt“ sichtbar. Dabei durchbrechen einzelne Teilchen allein aufgrund von quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten Energiebarrieren, die sie nach klassisch-physikalischer Auffassung nie überwinden könnten. Neue Techniken erlauben es, Atome quantenmechanisch im Gleichtakt schwingen zu lassen. Oberthalers Trick zur Sichtbarmachung: Die Manipulation und Beobachtung erfolgt direkt mit Laserlicht. „Das ist wie im Höhlengleichnis von Platon: Wir beobachten die Schatten an der Wand und schließen daraus auf die Wirklichkeit“, so der Physiker. Bei seiner Arbeit geht es Oberthaler auch darum, Quanteneffekte nutzbar zu machen: Basierend auf den Erkenntnissen seiner Forschungen können auch sensible physikalische Messgeräte verbessert werden. Gleichzeitig sind mit den von den Heidelberger Physikern entwickelten Methoden genaue Temperaturmessungen in der Nähe des absoluten Nullpunkts (minus 273 Grad) möglich – ein sehr wichtiges Arbeitsgebiet in der Forschung, weil gerade bei solchen niedrigen Temperaturen wesentliche physikalische Effekte beobachtet werden können.

Das Preisgeld will Oberthaler vor allem in seine Projekte investieren, denn er hat wissenschaftlich noch vieles vor. Das Kirchhoff-Institut und der Nachwuchs von der Universität bieten ihm gute Möglichkeiten: „Unter den Studenten heute gibt es Super-Leute – ich bin überzeugt, dass manche mehr wissen als ich damals in vergleichbaren Studienabschnitten“, gibt der Professor souverän zu.

Ein anderer Nachwuchs macht ihm noch viel mehr Freude: Im Februar wurde seine Tochter Emmy geboren. Der Name ist sicherlich kein Zufall: Mit der berühmten Physikerin Emmy Noether fühlt sich Oberthaler verbunden, seit er im Jahr 2000 in Konstanz in das Emmy-Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft aufgenommen wurde.

tim.
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