Nanowelten

Prof. Dr. Andreas Knorr, neuberufen am Institut für Theoretische Physik der TU Berlin

Obwohl sich die Wissenschaft schon seit dem Altertum mit der Lehre vom Licht beschäftigt und auch die Erfindung von Laserlicht bereits einige Dutzend Jahre zurückliegt, bietet Optik heutzutage hochinteressante Perspektiven. Moderne Technologien ermöglichen mittlerweile den Vorstoß in die sogenannte Nanowelt. Typische Längeneinheit ist hier ein Nanometer. Dies entspricht einer Größe, die etwa zehntausendmal dünner ist als ein menschliches Haar oder tausendmal dünner als eine Haushaltsaluminiumfolie. Innerhalb der Nanotechnologie beschäftigen sich Wissenschaftler beispielsweise mit der Strukturierung und optischen Untersuchung von Materialien auf der Skala von einigen Atomen. Die Naturgesetze in der Nanowelt entziehen sich dabei weitgehend unserer Alltagserfahrung. An dieser neuen Grenze der Forschung ändern sich die Eigenschaften von Elektronen und Licht auf überraschende Weise. Gelingt es, diese Änderungen gezielt einzusetzen, können diese Eigenschaften praktisch maßgeschneidert und für Anwendungen genutzt werden.

Für die theoretische Physik und besonders für die Quantentheorie, die die Eigenschaften von Elektronen und Licht auf kleinsten Raum- und Zeitskalen beschreibt, stellt das Verständnis der optischen Eigenschaften von Nanostrukturen eine Herausforderung dar. Bei der Beschreibung der Wechselwirkung von Nanostrukturen mit Lichtblitzen hat man es beispielsweise mit Lichtpaketen zu tun, die eine so kurze Dauer haben, dass genauso viele Blitze in eine Sekunde passen wie Sekunden in einige Millionen Jahre. Auf diese Weise ist es möglich, die Bewegung von Elektronen anzuregen und in einer Art Zeitlupe zu studieren. Darüber hinaus kann man mit Hilfe von Nanotechnologie diese Lichtblitze im Nanometerbereich auf Bruchteile ihrer Wellenlänge fokussieren. So können in kurzer Zeit Wechselwirkungen zwischen kleinsten Elektronenpaketen und kleinsten Lichtpaketen ausgelöst werden.

Seit Beginn des Wintersemesters 2000/2001 ist Dr. habil. Andreas Knorr Professor am Institut für Theoretische Physik der TU Berlin. Sein erstes Ziel an der TU wird der Aufbau einer Theoriegruppe für die Optik kleinster Strukturen sein. Innerhalb der Arbeitsgruppe werden sich Studierende sowohl mit grundlegenden theoretischen Fragen der Wechselwirkung von Licht mit modernen Materialien beschäftigen, als auch den Umgang mit Hochleistungscomputern und numerischen Verfahren erlernen, die heute auf verschiedenste Probleme - von der Nano-Optik bis zur Schaltkreissimulation - angewendet werden.

Der 1965 in Erfurt geborene Andreas Knorr studierte von 1986 bis 1990 Physik an der Friedrich-Schiller Universität in Jena. Nach einem Diplom in experimenteller Laserspektroskopie in Jena folgten Forschungs-aufenthalte an der University of New Mexico in Albuquerque und am Optical Sciences Center in Tuscon, Arizona. In New Mexico beschäftigte er sich mit der Beschreibung der Ausbreitung von Laserlicht in der Atmosphäre, während er sich in Arizona der Festkörperoptik zuwandte. 1993 promovierte er an der Friedrich-Schiller Universität in Jena. Nach einem Aufenthalt an der Universität in Göttingen wurde er wissenschaftlicher Assistent an der Philipps-Universität Marburg, wo er sich 1998 mit einem Thema der theoretischen Halbleiteroptik habilitierte.