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04.10.2016

14:48 Uhr

Nobelpreise 2016

Physik-Nobelpreis für drei britische Forscher

Den Physik-Nobelpreis teilen sich in diesem Jahr die britischen Forscher David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane und J. Michael Kosterlitz. Sie werden für ihre Arbeiten über exotische Materiezustände geehrt.

Forschung die die Welt verändert

Physik-Nobelpreis mal anders: Forscher erklärt Theorie mit Bretzeln

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StockholmDer diesjährige Physiknobelpreis geht zur einen Hälfte an David J Thouless, die andere Hälfte teilen sich F. Duncan M. Haldane und J. Michael Kosterlitz. Die in Großbritannien geborenen Forscher werden für ihre Arbeiten über exotische Materiezustände ausgezeichnet. Die Forschung der drei Forscher, die alle in den USA arbeiten, kann für die Materialwissenschaft von großer Bedeutung sein, schreibt die Wissenschaftsakademie.

„Die Geehrten haben eine Tür zu einer unbekannten Welt geöffnet, in der Materie seltsame Zustände annehmen kann. Sie haben fortschrittliche mathematische Methoden benutzt, um ungewöhnliche Phasen oder Zustände von Materie zu untersuchen, beispielsweise Superkonduktoren, Superfluide oder dünne magnetische Schichten“, heißt es in der Begründung der Akademie. „Dank ihrer Pionierarbeit ist die Jagd auf neue und exotische Zustände von Materie eröffnet.“

Hintergrund Physik-Nobelpreis: Im exotischen Flachland der Materie

Hintergrund Physik-Nobelpreis

Im exotischen Flachland der Materie

Ein Ball kann nicht zum Reifen werden, ein Bagel aber zur Henkeltasse – zumindest nach Maßstäben der Topologie. Diese mathematische Disziplin hat drei Physikern zu nobelpreiswürdigen Erkenntnissen verholfen.

Tatsächlich hat die Arbeit der drei Forscher die Grundlagen gelegt für die mögliche Entwicklung von Materialien, die völlig neuartige Anwendungen ermöglichen könnten. Dazu untersuchten sie Materie jenseits der klassischen Zustände fest, flüssig und gasförmig. Unter bestimmten Bedingungen kann Materie nämlich auch exotischere Zustände annehmen und dabei ungewöhnliche Eigenschaften entwickeln. Dazu gehören beispielsweise sogenannte Superkonduktoren, in denen Strom besonders leicht fließen kann, aber auch sogenannte Superfluide oder dünne magnetische Schichten.

In den frühen 1970er Jahren konnten Michael Kosterlitz und David Thouless die bis dahin geltende Annahme widerlegen, dass Supraleitung und Suprafluidität nicht in dünnen Schichten auftreten können. Thouless und Duncan Haldane entdeckten später unerwartete Eigenschaften von dünnen leitenden Schichten und Spin-Ketten, die sich mit klassischen Methoden nicht beschreiben lassen.

Mögliche Anwendung: Quantencomputer

Die Theorien der drei Preisträger sind nicht einfach zu verstehen, selbst den Nobel-Juroren fiel es schwer, sie zu erklären. Nichtsdestotrotz ruhen auf der Grundlagenforschung der gebürtigen Briten große Hoffnungen, etwa in der Elektronik. „Es gibt die Hoffnung, dass man elektronische Zustände findet, die besonders robust gegen Störungen von außen sind“, sagte Henning Riechert vom Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik in Berlin. Strom könne widerstandslos fließen - und das könne zu Energieersparnis führen.

„Es geht aber bestimmt nicht um die Stromleitung von der Nordsee nach Bayern“, ergänzt Peter Fratzl vom Potsdamer Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung. Wie Riechert sieht er eher Anwendungen bei Quantencomputern, die variabler rechnen und mehr Informationen verarbeiten und speichern könnten.

Der in Schottland geborene, 82 Jahre alte Thouless ist emeritierter Professor an der Universität von Washington in Seattle. Er erhält die eine Hälfte des Preisgeldes, also vier Millionen Kronen (417.000 Euro). Die andere Hälfte teilen sich der 65-jährige gebürtige Londoner Haldane, der an der Universität Princeton im US-Bundesstaat New Jersey lehrt, und der 1942 in Schottland geborene Kosterlitz von der Brown-Universität in Providence im Bundesstaat Rhode Island.

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