"Darüber hinausgehen, was offensichtlich erscheint"

23. April 2013, 17:30
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Serge Haroche, französischer Nobelpreisträger für Physik 2012, war diese Woche in Wien - Tanja Traxler sprach mit ihm über derzeitige Entwicklungen in der Quantenoptik

STANDARD: Ihr Forschungsgebiet ist die Quantenoptik. Was ist das, und was fasziniert Sie daran?

Haroche: In der Quantenoptik geht es um die Interaktion von Atomen mit Photonen, also die Interaktion der einfachsten Form von Materie mit der einfachsten Form von Licht. Das ist sehr wichtig: Fast jede Information, die wir empfangen, wird über Licht vermittelt - über sichtbares und unsichtbares Licht, Mikrowellen in der Telekommunikation oder Strahlung aus dem Weltraum, die Information über das Universum trägt.

STANDARD: Wozu kann diese Forschung dienen?

Haroche: Wenn wir verstehen, wie die Systeme interagieren, kann das den Weg für mögliche Anwendungen ebnen. Es gibt immer ein Doppelziel: Auf der einen Seite werden wir von Neugierde angetrieben. Auf der anderen Seite hoffen wir, dass dieses Wissen eines Tages angewendet werden kann. In der Vergangenheit hat die Erforschung der Interaktion von Licht mit Materie etwa die Erfindung des Lasers angestoßen, der Magnetresonanz oder von Atomuhren.

STANDARD: Ihnen wurde für Ihre Entwicklung einer Methode, mit Quantenzuständen zu operieren, ohne sie zu zerstören, der Nobelpreis für Physik 2012 zuerkannt. Wie schließt Ihre derzeitige Forschung daran an?

Haroche: Momentan versuchen wir zum Beispiel, Quanten-Feedback zu entwickeln. Dabei misst man ein System, und auf Basis der Messung wird versucht, eine Kraft auf das System anzuwenden, um es in einen idealen Zustand zu bringen. Das ist in der klassischen Physik sehr gut entwickelt - etwa, wenn man die Temperatur eines Raumes oder die Geschwindigkeit eines Autos stabilisieren will. In der Quantenphysik liegt die Herausforderung darin, dass fast immer, wenn man etwas misst, das Gemessene gestört wird.

STANDARD: Sie haben viel mit "Schrödinger cat states" gearbeitet. Inwiefern ist die Physik von Erwin Schrödinger heute noch wichtig für Ihre Arbeit?

Haroche: Was mich immer wieder beeindruckt, ist, dass die Gründer der Quantenphysik wie Erwin Schrödinger, Niels Bohr und Albert Einstein ein tiefes Verständnis für die Revolution, die die Quantenphysik in unser Verständnis der Welt gebracht hat, hatten. Manchmal mochten sie nicht, was da vor sich ging, aber dennoch mussten sie das rationale deterministische Denken aufgeben. Die Geschichte von Schrödingers Katze ist widersprüchlich, denn er erfand dieses Gedankenexperiment der Katze, die zur gleichen Zeit tot und lebendig ist, aber er mochte diese Metapher nicht und sagte, dass sie zu lächerlichen Konsequenzen führe. Wir versuchen in unseren Experimenten, Systeme zu bauen, die eine immer größere Anzahl von Teilen beinhalten und die sich immer noch in diesem Überlagerungszustand befinden - und versuchen somit, Schrödingers Gedankenexperiment zu realisieren.

STANDARD: Was können wir daraus lernen?

Haroche: Philosophisch gesprochen, hat es zu tun mit der Grenze von Quanten- und klassischer Physik. Kleine Systeme gehorchen seltsamen Gesetzen, große Systeme nicht. Und das ist merkwürdig, denn alle großen Systeme setzen sich auch aus Atomen zusammen. Aber auf der makroskopischen Ebene geht das quantenmechanische Verhalten verloren. Es ist zwar da, aber man sieht es nicht direkt. Das Phänomen, das das zu erklären versucht, heißt Dekohärenz. Diesen Prozess wollen wir erforschen, denn er hält uns derzeit etwa davon ab, einen Quantencomputer zu bauen. Ich weiß nicht, ob das je möglich sein wird, aber indem wir uns diese Grenze ansehen, erlangen wir Kenntnisse über die Natur, die bestimmt nützlich sein werden.

STANDARD: Bei einer Vorlesungsreihe vor einem Jahr in Traunkirchen sind Sie als passionierter Lehrender aufgefallen. Warum ist es Ihnen so ein Anliegen, Ihr Wissen zu vermitteln?

Haroche: Für mich ist es sehr wichtig zu unterrichten, denn dadurch werden mir meine eigenen Ideen klarer. Auch auf elementarer Ebene hilft es mir, Analogien zu ziehen. Das ist oft sehr fruchtbar, um darüber hinauszugehen, was offensichtlich erscheint. Deswegen war mir das Lehren auch für meine Forschung oft eine Hilfe.

STANDARD: Sie haben kürzlich im Fachblatt "Nature" die aktuellen Entwicklungen in der Wissenschaftsförderung kritisiert.

Haroche: Wir leben in einem globalen Wettbewerb, der gut ist, aber alles muss den Gesetzen des Marktes gehorchen, alles muss schnell gehen und zu sofortigem Profit führen. Das in die Forschung zu übersetzen ist sehr schlecht, denn Forschung braucht Zeit und Vertrauen in Menschen. Wir haben die Balance verloren zwischen Kurzzeitförderungen und Förderungen für Leute, denen wir für längere Zeit vertrauen. Das ist auch mit viel Bürokratie verbunden, aber die jungen Leute, die Fantasie und Innovationskraft haben, sollten frei sein zu forschen.

STANDARD: Sie kennen viele Quantenphysiker in Österreich und sind regelmäßig hier - warum?

Haroche: Es ist einer der großen Vorzüge unserer Profession, dass wir mit Leuten von verschiedenen Ländern und Kulturen interagieren können, die die gleiche Passion für die Wissenschaft teilen. Speziell in Österreich kenne ich viele Leute seit langer Zeit. Ich finde, es ist ein sehr lebendiger Ort für die Quantenphysik. Ich lerne immer vieles, wenn ich hier bin. Auch in der Vergangenheit war Österreich sehr wichtig - nicht nur physikalisch, sondern auch was das philosophische Denken betrifft. Wien ist ein sehr wichtiger Ort, wenn man einen offenen Verstand hat und nicht nur auf das eigene Feld fokussiert ist. Ich versuche, jedes Jahr zu kommen, meist im Frühling - denn das ist die schönste Zeit in Wien. (Tanja Traxler, DER STANDARD, 24.04.2013)

=> Wissen: Zwei Seiten derselben Medaille


Serge Haroche (68) erhielt 2012 den Nobelpreis für Physik für seine Experimente zu Grundlagen der Quantenphysik. Seit 2001 ist der Franzose Professor am Collège de France, als Gastprofessor war er u. a. in Yale und am MIT tätig.

  • Die jetzige Forschungsförderung ist mit viel Bürokratie verbunden, kritisiert Nobelpreisträger Haroche, "doch die jungen Leute, die Fantasie haben, sollen forschen".
    foto: standard/corn

    Die jetzige Forschungsförderung ist mit viel Bürokratie verbunden, kritisiert Nobelpreisträger Haroche, "doch die jungen Leute, die Fantasie haben, sollen forschen".

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