Zeitung Heute : Kälter als sonstwo im All

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Wolfgang Ketterle hat viel auf eine Karte gesetzt. „Ich habe die kreativsten Jahre meines Lebens damit verbracht, Kühlschränke zu bauen“, sagt der Physiker. Die Kühlschränke bestehen aus Lasern, magnetischen Fallen und Vakuumrohren. Doch als er Anfang der 90er Jahre damit zu experimentieren begann, war ungewiss, ob all dies irgendwie zusammenpassen würde.

Bei Zimmertemperatur fliegen Luftmoleküle mit der Geschwindigkeit eines Düsenjets durch den Raum. In Ketterles Apparatur sollten NatriumAtome nicht schneller fliegen als einen Zentimeter pro Sekunde. Er wollte sie bremsen und auf die tiefsten je erzeugten Temperaturen runterkühlen.

Zunächst beabsichtigte er, sie mit Laserstrahlen dazu zu bringen, ihre Energie abzustrahlen. Die schnellsten unter ihnen sollten danach mit Hilfe von Radiowellen weggepustet werden wie heißer Dampf über der Kaffeetasse. Nur die langsamsten Atome durften zurückbleiben.

Mehrere Jahre lang bastelten er und sein Team am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge in den USA an der Maschine herum. Es war die längste Zeit in seiner Karriere, in der er keine wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlichte. Der in Heidelberg geborene, damals bereits umworbene Forscher war abgetaucht, um eines Tages die Eigenschaften extrem kalter Materie zu erkunden.

„Der Name Einstein trug wohl zum Sex-Appeal bei“, sagt der 47-Jährige. Aber es schien ihm ein fernes Ziel, jenen Materiezustand erzeugen zu können, den Satyendra Bose und Albert Einstein in den 20er Jahren vorhergesagt hatten: ein Bose-Einstein-Kondensat (BEC). Darin sollten Atome ganz nah am absoluten Kältepunkt von minus 273 Grad Celsius eng zusammenrücken, ihre Individualität aufgeben, im Gleichtakt schwingen und sich ähnlich verhalten wie Laserlicht.

Viele Forscher hatten sich vergeblich auf die Suche danach gemacht. Nun ging mit einem Mal alles ganz schnell. Zu schnell für Ketterle: Im Sommer 1995 erreichten Eric Cornell und Carl Wieman in Boulder in Colorado Temperaturen, wie es sie tiefer wohl im ganzen Universum bis dahin nicht gegeben hatte. Und mit ihnen erschufen sie das erste Bose-Einstein-Kondensat.

Albert Einstein hatte wieder einmal richtig gelegen. Und nun würden sich Forscher aus aller Welt daranmachen, die Entdeckung zu bestätigen, die kalten Atome zu studieren und womöglich den ersten Atomlaserstrahl zu erzeugen. Ketterle spornte das noch mehr an. Wenige Monate später, am 29. September um 6Uhr03 in der Früh, als die Maschine nach langen Reparaturen wieder lief und sein Team die Nacht mit Feineinstellungen zugebracht hatte, machte einer seiner Studenten einen fetten Eintrag ins Laborbuch: „BEC!“

Zusammen mit Cornell und Wieman erhielt Ketterle 2001 den Nobelpreis. Seit geraumer Zeit hält er nun schon den Minustemperatur-Rekord: nicht einmal mehr ein milliardstel Grad über dem absoluten Kältepunkt. Er hat herausgefunden, dass kalte Atome an Oberflächen reflektiert werden können wie Licht, entwirft mit anderen Forschern optische Bauteile für die künftige Handhabung von Atomlasern und ist den Grundlagen der Supraleitung auf der Spur, der verlustfreien Leitung elektrischen Stroms. „Seit Entdeckung der Bose-Einstein-Kondensate hat es 5000 Veröffentlichungen dazu gegeben“, sagt er. „Da hat sich ein ganz neues Forschungsgebiet aufgetan.“

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