Fasziniert vom Unvorhersehbaren

11. Jänner 2011, 19:08
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Michael Knap erforscht kollektive Phänomene in der Physik

"In der Physik von stark wechselwirkenden Vielteilchensystemen ist es wie im Straßenverkehr", erklärt Michael Knap. "Nur wenn berücksichtigt wird, dass die einzelnen Teilchen wie die Autofahrer ihr Verhalten aufeinander abstimmen, kann das System korrekt beschrieben werden."

Es sind vor allem die kollektiven Phänomene, zu denen es durch die gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Elemente immer wieder kommt, die in den Augen der Physiker das Spannende an den Vielteilchensystemen ausmachen. "Diese kollektiven Effekte", so Knap, "beruhen auf den Grundgesetzen der Quantenmechanik, welche die Natur im mikroskopischen Bereich beschreibt." Die physikalische Entschlüsselung solcher oft sehr überraschender Effekte hat bereits zu einer Reihe bahnbrechender Erfindungen geführt: vom Laser über den Transistor bis hin zur Magnetresonanz.

Auch in der Doktorarbeit des 25-jährigen Steirers, die er zurzeit am Institut für Theoretische Physik der Technischen Universität Graz schreibt und nächstes Jahr nach einem Aufenthalt in Harvard abschließen will, geht es um solche stark wechselwirkenden Vielteilchensysteme. Konkret untersucht er Systeme von ultrakalten Gasen von Atomen, die in optischen Gittern gefangen werden, sowie Licht-Materie-Systeme, bei denen Licht in Wechselwirkung mit Atomen steht. Welche Ziele aber verknüpft Michael Knap mit seinen Untersuchungen?

"Da diese Vielteilchensysteme experimentell hergestellt und auf atomarem Niveau fast beliebig beeinflusst werden können, wird es möglich, die Physik solcher Systeme grundsätzlich zu erforschen und besser zu verstehen. Dieses Wissen kann dann für die unterschiedlichsten Anwendungen genutzt werden, beispielsweise zur Überprüfung der Grundgesetze der Quantenmechanik und der Theorien für Vielteilchensysteme", erklärt der junge Forscher.

Erkenntnisse, die auch die Quanteninformationsverarbeitung und damit die Realisierung eines Quantencomputers vorantreiben könnten. Letztlich steht aber noch in den Sternen, welche Innovationen damit tatsächlich angestoßen werden. "Es ist genau dieses Offene und Unvorhersagbare, das mich an meiner Arbeit so fasziniert", schwärmt Michael Knap.

Eine Begeisterung, die bereits beachtliche Früchte getragen hat: Fünf Publikationen im renommierten Fachjournal Physical Review, ein von der Firma Magna gesponserter Student Paper Award und vor kurzem der Steirische Nachwuchsforscherpreis für Simulation und Modellierung. Keine schlechte Zwischenbilanz für einen Dissertanten, dessen Karriere praktisch noch gar nicht begonnen hat. Und mit großer Wahrscheinlichkeit wird man von ihm in Zukunft noch einiges hören: ob in Zusammenhang mit dem Quantencomputer oder als Wegbereiter für Innovationen, an die wir heute noch gar nicht denken.

Um sein persönliches System optimal leistungsfähig zu halten, hat ihn die Natur übrigens mit einer zweiten großen Leidenschaft ausgestattet, die mit seiner ersten - der Wissenschaft - durchaus gewinnbringend korreliert: nämlich Sport in allen Variationen. "Beim Snowboarden, Volleyballspielen, Karate und Wandern kann ich abschalten und Freiräume im Kopf schaffen, in denen dann wieder frische Ideen wachsen!" (Doris Griesser/DER STANDARD, Printausgabe, 12.01.2011)

 

  • Der 25-jährige Michael Knap bastelt an seiner Dissertation.
    foto: privat

    Der 25-jährige Michael Knap bastelt an seiner Dissertation.

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