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Die Diamantenmanipulateure

Leibniz-Preis für Prof. Jörg Wrachtrup: Physiker der Universität Stuttgart erhält den "deutschen Nobelpreis"
Stuttgart, 15.12.2011 | 

Sie arbeiten mit Diamanten, aber sie sind keine Juweliere. Professor Jörg Wrachtrup, der Leiter des 3. Physikalischen Instituts der Universität Stuttgart und seine Mitarbeiter verändern einzelne Atome im Inneren von Diamanten und schaffen damit die Grundlagen einer Informationstechnologie der Zukunft, die über die Anwendung als Quantencomputer noch weitere Einsatzgebiete bereithält. Mit ihrer wissenschaftlichen Arbeit sind sie weltbekannt geworden.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat Prof. Jörg Wrachtrup nun den Gottfried-Wilhelm-Leibniz- Preis zuerkannt, der am 27. Februar in Berlin verliehen wird. Die mit 2,5 Millionen Euro dotierte Auszeichnung gilt als der bedeutendste Forschungspreis in Deutschland und wird auch als "deutscher Nobelpreis" gehandelt. Bereits zu Beginn des Jahres wurde der 50-jährige Stuttgarter Physiker mit einem ERC Advanced Investigator Grant des europäischen Forschungsrats ausgezeichnet.

Jörg Wrachtrup beschritt schon zu Beginn seiner akademischen Karriere neue und außergewöhnliche wissenschaftliche Wege. Für seine Dissertation wurde er 1995 mit dem angesehenen Ernst-Reuter-Preis für Nachwuchsforscher ausgezeichnet. Der Leibniz-Preis honoriert seine Leistung, ein neuartiges und sehr erfolgreiches Forschungsgebiet an der Schnittstelle zwischen Festkörperphysik und Quantenoptik erschlossen zu haben. Als Meilenstein seiner Arbeit gilt vor allem das Aufspüren einzelner paramagnetischer Stickstoff-Fehlstellen in Diamanten. Wrachtrup erkannte als erster Wissenschaftler die Bedeutung dieser Zentren für die Quanteninformationstechnologie und die Messtechnik. Der Vorteil von Quantencomputern liegt darin, dass sowohl die Suche in extrem großen Datenbanken als auch Verschlüsselungen und Rechenleistungen wesentlich schneller zu leisten sind als mit klassischen Computern.

Das damit von ihm wesentlich begründete Forschungsfeld strahlt weit über die Festkörperphysik und die Quantenoptik bis in die Material- und Lebenswissenschaften hinein. Hier kommen Rasterkraftmikroskope zum Einsatz, die mit einer schwingenden Nadel aus Diamant ausgestattet sind, die so spitz ist, dass ihr Ende aus lediglich einem einzelnen Atom besteht. In die Spitze lassen sich Stickstoffatome einbauen, die gezielt Defekte hervorrufen und zu einem veränderten magnetischen Verhalten führen.

So wie wir sonst im Alltag in Metern und Zentimetern messen, geschieht dies hier auf kleinster Ebene - einer atomaren Skala. Mithilfe dieses Mini-Messgerätes kann man auf diese Weise bis in eine Tiefe von einigen Hundert Nanometern in die Zellen hineinschauen. Zum Vergleich: Ein Nanopartikel verhält sich in der Größe zu einem Fußball wie der Fußball zur Erde. Die Defekte in Nanodiamanten lassen sich in der Medizin als Tumormarker nutzen. Solche neuartigen, aufgrund ihrer Quanteneigenschaften einmaligen Biosensoren entwickeln Wrachtrup und sein Team gemeinsam mit Biologen und Medizinern.

Die interdisziplinäre Ausrichtung der Forschung Wrachtrups lässt sich auch an seinen zahlreichen Kooperationen mit wissenschaftlichen Einrichtungen in aller Welt ablesen. So ist er zum Beispiel Inhaber einer Exzellenzprofessur an der ENS in Paris und war als Gastprofessor in Harvard tätig. Im Jahr 2011 ist er zum Max-Planck-Fellow am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart berufen worden.

www.pi3.uni-stuttgart.de

Der Leibniz-Preis wird seit 1986 jährlich von der Deutschen Forschungsgesellschaft DFG vergeben und gilt auch weltweit als einer der wichtigsten Wissenschaftspreise; sechs der bisherigen Träger erhielten später auch den Nobel-Preis. An der Universität Stuttgart wurde die Auszeichnung in der jüngeren Vergangenheit auch Prof. Frank Allgöwer vom Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik (2004) sowie Prof. Dr. Hans-Joachim Werner (49), Direktor des Instituts für Theoretische Chemie (2000) zuerkannt.

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