Nobelpreisträger gibt Physikunterricht

Schule Professor Wolfgang Ketterle erklärt Schülern am Gymnasium Maria Stern wie sich Atome am Temperaturnullpunkt verhalten

Was mit Atomen ganz dicht am absoluten Temperaturnullpunkt (-273,16˚C) passiert, sagte Albert Einstein bereits im Jahr 1924 auf der Grundlage einer Arbeit von Satyendranath Bose vorher. Doch damals fehlten die technischen Möglichkeiten zur praktischen Umsetzung. Wie die Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats schließlich gelang, erfuhren Schüler, Eltern und Lehrer am Gymnasium Maria Stern aus erster Hand: Der Nobelpreisträger Prof. Dr. Wolfgang Ketterle kam zu Besuch und berichtete den Zuhörern davon, dass „spezielle Kühlschränke“erforderlich waren, um Atome stark zu kühlen. Letztendlich müssen Atome im Vakuum in Magnetfeldern eingesperrt werden, um sie durch Laserbestrahlung extrem abzukühlen.

Die Faszination für die Physik merkte man dem Nobelpreisträger deutlich an, als er beschrieb, wie in seinem Labor Mitte der 90er Jahre das erste Bose-Einstein-Kondensat entstand. Prof. Ketterle verbildlichte schülergerecht, was das für die Atome bedeutet: „Sie verhalten sich nicht mehr wie ein Gas, in dem sich alle Teilchen in verschiedene Richtungen bewegen, sondern sie marschieren im Gleichschritt“. Quantenmechanisch ist dies so zu interpretieren, dass die Atome durch eine gemeinsame Wellenfunktion beschrieben werden. Nach Abschaltung der Magnetfalle dehnt sich das Bose-Einstein-Kondensat nicht mehr wie ein Gas aus. Um den Nachweis des Kondensats zu erläutern, griff Prof. Ketterle auf Alltagserfahrungen der Zuhörer zurück: Wasserwellen zeigen bei Überlagerung bestimmte Muster, sogenannte Interferenzbilder entstehen. So zerschnitt der Wissenschaftler mit seinem Team das Bose-Einstein-Kondensat mit einem Laser und brachte die Hälften zur Überlagerung. Es zeigte sich das bekannte Muster wie bei der Überlagerung von Wasserwellen, womit der Wellencharakter bewiesen wurde. Abschließend berichtete Prof. Ketterle, wie ihn das klingelnde Telefon eines Morgens um 5 Uhr aus dem Schlaf riss: Der Anruf kam aus Schweden, ihm wurde mitgeteilt, dass er zusammen mit Kollegen für seine wissenschaftlichen Arbeiten mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wird (2001).

Zur Verabschiedung bedankte sich Schulleiterin Angelika MäuleWagner bei Prof. Ketterle für seinen Besuch, aber auch bei der ehemaligen Maria Stern-Lehrerin Schwester Wiltrud, die den Kontakt zu ihrem Neffen, Prof. Ketterle, hergestellt hat.

Morgens um fünf kam der Anruf aus Schweden

Foto: dpa Der große Moment: Im Jahr 2001 überreichte der schwedische König Karl Gustav den Nobelpreis an den Physiker Wolfgang Ket terle.

Foto: Michael Köhler Prof. Wolfgang Ketterle (Mitte) mit seiner Tante, Sr. Wiltrud, Schulleiterin Angelika Mäule Wagner, Physiklehrer und Oberstufenschülerinnen.