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Alles im Quantenland

Wittgenstein-PReis. Hannes-Jörg Schmiedmayer, zurück in Wien, forscht über "Atom Chips".

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ir wollen die detaillierte Kontrol le über einzelne Atome, ohne dass die Quanteneffekte durch die Umgebung zerstört werden", sagt Hannes-Jörg Schmiedmayer - und bringt damit das faszinierende - und produktive - Dilemma der experimentellen Quantenphysik auf den Punkt. Denn dort, wo Nanotechnologie so nano ist, dass sie nicht noch mehr nano werden kann, wo sie also schon einzelne Atome angreift, dort gelten die strengen Regeln der Quantenphysik. Inklusive Unschärferelation mit Folgen: Jede Messung verändert den Zustand des Messobjekts. Und inklusive Welle-Teilchen-Dualismus. Deshalb ist auch in vielen Arbeiten Schmiedmayers von "matter waves" (Materiewellen) die Rede. Solche hat er - nach Studium an der TU Wien und Postdoc in Cambridge - in Innsbruck erforscht, von 1993 bis 2000 an Zeilingers Institut.

Nach sechs Jahren in Heidelberg wurde Schmiedmayer eben erst zurück an die TU Wien berufen, ans Atominstitut, wo er mit Unterstützung von Stadt Wien und Siemens (je eine Million Euro) neue Labors einrichtet. Nun kommen die 1,5 Millionen aus dem Wittgenstein-Preis dazu, von denen hauptsächlich Mitarbeiter finanziert werden - fürs Projekt "Atom Chips". Darin soll das Einfangen und Manipulieren einzelner Atome - natürlich bei sehr tiefen Temperaturen, wo sie sich halbwegs ruhig verhalten - perfektioniert werden, mit dem Ziel, diese Fertigkeiten einmal für Quantencomputer anzuwenden. Jedes kontrollierte Atom ist ja potenzielle Verkörperung eines Qubit, der Informationseinheit der Quantenlogik.

Auch zwei der fünf mit je 1,2 Millionen Euro dotierten "Start"-Preise, die gleichzeitig mit dem Wittgenstein-Preis vom Wissenschaftsfonds (FWF) vergeben werden (siehe Kasten oben), fördern Österreichs Ruf als Land der Quanten: an Hartmut Häffner und Piet Oliver Schmidt, beide ebenfalls aus der Innsbrucker Talenteschmiede. Häffner entwickelt Ionenfallen und Möglichkeiten, sie (und damit die Qubits) zu koppeln. Schmidt misst die Frequenz von Licht mit Hilfe sehr kalter Atome mit höchster Präzision, er will damit auch die Konstanz fundamentaler Konstanten überprüfen.

Zwei "Start"-Preise gehen an Mathematiker: Josef Teichmann untersucht das Verhalten von Differenzialgleichungen, die für die Finanzmathematik nützlich sein könnten. Gerald Teschl behandelt Gleichungen für Solitonen, das sind Wellenpakete, die sich ausbreiten, ohne ihre Form zu ändern, was zur Übertragung von Nachrichten in Glasfaserkabeln dienen kann. So sind Solitonen im Grunde klassische Wellen, die sich wie Teilchen verhalten. Man ahnt: Hier locken formale Ähnlichkeiten zur Quantenmechanik.

Nur einer der heurigen Forschungspreise gehört nicht ins Vereinigte Reich der Mathematik und Physik: Norbert Polacek arbeitet an Ribosomen, das sind sozusagen molekulare Fertigungsbänder in allen Zellen, an denen Proteine nach den Anleitungen, die die Messenger-RNAs aus der Zellkern-DNA übermitteln, synthetisiert werden.

Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaftler sind heuer ebenso wenig unter den Preisträgern wie Frauen. Das sei nicht programmatisch, versichert der FWF: Gewählt habe eine unabhängige Jury allein aufgrund der Qualität der Einreichungen. tk