Rendezvous von Licht und Materie

Internationale Tagung über Atom- und Molekülphysik in Berlin

Quanten, Atome und andere Bewohner des Mikrokosmos geben sich vom 2. bis 6. April ein Stelldichein an der Technischen Universität Berlin: Neueste Erkenntnisse der Optik sowie der Atom- und Molekülphysik stehen im Mittelpunkt einer Konferenz, zu der sich rund 1.500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem In- und Ausland angekündigt haben. Das Wochenprogramm spannt einen weiten Bogen von der Laserforschung über Studien zu Quantencomputern bis hin zur Biophysik. In einzelnen Beiträgen geht es um optische Datenspeicher, ein weiteres Thema: Speziallampen für Fernsehprojektoren. Die "7. Europäische Konferenz über Atom- und Molekülphysik" (ECAMP VII) zählt zu den größten Fachtreffen ihrer Art; die European Physical Society (EPS) und die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) richten diese Tagung gemeinsam aus.

Die Konferenz ist ein Treffpunkt der "Extreme": Superkalte Atome, heiße Gase und ultrakurze Laserpulse geben sich gewissermaßen die Klinke in die Hand. Gleich zum Tagungsauftakt berichtet der französische Forscher Alain Aspect über Experimente mit sehr kalten Atomen. Dabei dreht sich alles um die so genannte "Bose-Einstein-Kondensation" - ein exotischer Materiezustand, der nur in der Nähe des absoluten Nullpunkts (minus 273,15 Grad Celsius) existiert. Unter diesen außergewöhnlichen Bedingungen regiert die Quantenphysik das Geschehen: Atome geben ihren Teilchencharakter auf und verhalten sich wie Wellen. Hier beginnt das Reich der Atomoptik. Licht und Materie vollziehen dabei eine Art Rollentausch. Während in der normalen Optik Lichtwellen über Spiegel - also mit Hilfe von Materie - manipuliert werden, lassen sich Materiewellen auch per Laserlicht dirigieren.

Licht als besonderes Werkzeug ist auch das Thema von Gustav Gerber am 3. April. In seinem Plenarvortrag beschreibt der Würzburger Wissenschaftler wie Laserblitze chemische Reaktionen steuern können. Dazu wird den Reaktionspartnern feindosierte Energie zugeführt - der chemische Prozess auf diese Weise in die gewünschte Richtung geleitet. Die hierbei verwendeten Laserpulse dauern nur Bruchteile einer billionstel Sekunde, damit erreicht die Länge des Lichtpakets nicht einmal Haaresbreite. Wie mit einem Stroboskop lassen sich über ultrakurze Laserpulse auch die Zwischenschritte von chemischen Reaktionen untersuchen. Solche Studien ziehen sich durch das Tagungsprogramm wie ein roter Faden.

Wasser gehört zu den Molekülen, die im Universum am weitesten verbreitet sind. Es kommt sogar auf der Sonnenoberfläche vor, insbesondere innerhalb der Sonnenflecken. Der Fingerabdruck von Atomen und Molekülen ist ihr Energiespektrum. Und so verrät sich der heiße Wasserdampf auf der Sonne durch sein typisches Strahlungsmuster. Dem Thema "heißes Wasser im Himmel und auf Erden" ist am 5. April ein Plenarvortrag des Briten Jonathan Tennyson gewidmet.

Am letzten Tag der Konferenz nimmt der Münchner Theodor Hänsch einzelne Wasserstoff-Atome unter die Lupe. Dieses einfachste Mitglied im Periodensystem der Elemente ist das Versuchskaninchen der Quantenoptik: ein ideales Testobjekt für Vergleiche zwischen Theorie und Experiment.

Wie sich mit Hilfe von Quanten Information verarbeiten oder auch verschlüsseln lässt - diese Thematik behandeln mehrere Fachsitzungen am 2. und 3. April. In diesem Rahmen wird Hans Jürgen Briegel aus München ein neues Konzept zur Realisierung eines Quantenrechners vorstellen. Solche Computer versprechen geradezu astronomische Rechenleistungen, noch gibt es allerdings nur rudimentäre Prototypen.

Im Grenzgebiet zwischen Biologie, Chemie und Nanophysik sind jene Schwerpunkte angesiedelt, mit denen sich ein Symposium am 2. April auseinandersetzt. Hier geht es beispielsweise um Nano-Röhren aus Kohlenstoff (synthetische Moleküle mit außergewöhnlichen Eigenschaften), aber auch um molekulare Zellmotoren. Ein anderer Beitrag aus der Biophysik begibt sich im Laufe der Woche auf die Spur des Malaria-Erregers, in der Fachsitzung "Einzel-Molekül-Spektroskopie" wird unter anderem über den Mechanismus der Photosynthese diskutiert.

Zum Auftakt der Tagung findet eine Pressekonferenz statt, zu der Journalistinnen und Journalisten herzlich eingeladen sind. Der Termin:
Montag, 2. April, 10:30 Uhr
Technische Universität Berlin
Hauptgebäude, Senatssitzungssaal (Raum H 1036, 1. Etage)
Straße des 17. Juni 135