Albert Einstein sprach von dieser "spukhaften Fernwirkung" als einer der ersten, verstand aber nicht, worum es wirklich geht. Auch nachfolgende Physiker-Generationen empfanden das unerklärliche Phänomen eher als irritierend oder gar störend. Die Rede ist von der Quantenverschränkung, also jener Erscheinung, dass verknüpfte Teilchen wie mit einem unsichtbaren Faden verbunden bleiben: Was dem einen Teilchen passiert, wirkt sich unabhängig von der Distanz sofort auf das andere aus. "Erst vor etwa 15 Jahren begannen die PhysikerInnen zu realisieren, dass man diesen Mechanismus nutzen kann", sagt Univ.-Prof. Dr. Frank Verstraete. Der Quantenphysiker beschäftigte sich bereits in seiner Dissertation mit "Quantum Entanglement".
Nach jeweils zwei Jahren als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und am California Institute of Technology folgte Frank Verstraete im Oktober 2006 dem Ruf der Universität Wien auf die Professur "Quantenoptik, Quantennanophysik und Quanteninformation". Denn hier in Wien, meint der 34-jährige Neo-Professor, arbeiten die QuantenphysikerInnen rund um Dekan Anton Zeilinger sehr erfolgreich an der Anwendung der Quantenverschränkung. Die Quantenverschränkung liegt den bekanntesten auf Quantenmechanik basierenden Zukunftsvisionen zugrunde: dem Quantencomputer, der Quantenkryptografie und nicht zuletzt der Teleportation.
Nachdenken als Beruf(ung)
Frank Verstraete beteiligt sich nicht an den Experimenten, sondern entwickelt deren theoretische Ideen. "Es ist ein großer Luxus, morgens aufzuwachen und zu entscheiden, worüber man heute nachdenken will", beschreibt der gebürtige Belgier schmunzelnd den Vorteil seiner theoretischen Ausrichtung. Denn in der Quantenphysik tut sich eine ganze Welt neuer Phänomene auf, die noch entdeckt werden wollen. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Quanteninformation. Nicht an teure Geräte gebunden zu sein, macht außerdem flexibel, so der junge Quantentheoretiker. Und Flexibilität, die braucht man, erfährt die Zuhörerin bei seinen begeisterten Berichten über seine Forschungsarbeit.
Auf verschlungenen Quantenpfaden
Jederzeit kann sich die Forschungsausrichtung ändern, denn eine Erkenntnis führt zur nächsten, und Frank Verstraete zögert nicht, überraschende Abzweigungen einzuschlagen. Am Ende theoretischer Berechnungen und Simulationen steht meist ein größeres Verständnis von Quantenphänomenen in interdisziplinären Bereichen und ein bisschen Überraschung darüber, wo man gelandet ist. "Vor zwei Jahren hätte ich mir nie gedacht, dass ich dazu forschen werde, worüber ich heute forsche", erzählt Frank Verstraete, sichtlich noch immer erstaunt. Der Schlüssel zur Erklärung verschiedenster Rätsel ist die Quantenverschränkung, die Verstraetes Spezialgebiet ist. Momentan beschäftigt er sich mit der Simulation vielverschränkter Teilchensysteme wie zum Beispiel kalter, in elektromagnetischen Fallen gespeicherter Ionen.
Wie Magie
"Wenn man das erste Mal in die Quantenmechanik eintaucht, erscheint alles magisch, aber schließlich begreift man, dass es nichts mit Magie zu tun hat, sondern die Realität unserer Welt beschreibt", so Verstraete. Neugierige können diese Welt in Verstraetes Antrittsvorlesung zum Thema "Quantenphysik, Quantencomputer und die faszinierende Komplexität von verschränkten Vielteilchensystemen" kennenlernen.
Seine Begeisterung für die spannende Welt, die sich durch Quantenmechanik auftut, will Frank Verstraete auch seinen StudentInnen vermitteln. "Ich denke, das Wichtigste in der Lehre ist es, den Enthusiasmus des Feldes und die Freude, die Forschung macht, zu übertragen", sagt der Physiker. "Theoretischer Physiker zu sein, ist grundsätzlich wie ein Hobby", erklärt er, "es ist ein Spiel, in dem man Gleichungen hat und versucht, zu Formeln zu kommen."
Und der Gewinner ist...
Internationaler Austausch ist in der Quantenphysik wichtig. Allein heuer war Verstraete bereits in Australien, den USA, Italien sowie England, demnächst fährt er nach Spanien, China und Kanada. Dank seiner Netzwerke und Forschungsleistungen konnte der Quantenphysiker voriges Jahr unter verschiedensten Jobangeboten wählen, unter anderem vom führenden Technologieinstitut der Welt - dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston.
...Wien
Dass der vielgereiste Forscher sich für Wien entschied, hat mehrere Gründe. "Die Quantengruppe rund um Anton Zeilinger und Markus Arndt hat international einen ausgezeichneten Ruf", sagt Verstraete. Zusätzlich lobt er die österreichische Förderung der Grundlagenforschung, die für die theoretische Physik zentral ist. Schließlich herrsche in der österreichischen Physik eine besondere Atmosphäre, so Verstraete. Dass große Denker wie Schrödinger und Boltzman von hier kommen, sei spürbar, und auch die StudentInnen seien besonders gut. Einen weiteren Bonuspunkt bekommt die Umgebung: "Meine Frau und ich haben entschieden, dass es für unsere drei Kinder besser ist, in Europa als in den USA aufzuwachsen, und das grüne Wien ist eine wunderschöne Stadt." (hh)
Die Antrittsvorlesung von Univ.-Prof. Dr. Frank Verstraete mit dem Titel "Quantenphysik, Quantencomputer und die faszinierende Komplexität von verschränkten Vielteilchensystemen" findet am Dienstag, 22. Mai 2007 um 17 Uhr im Großen Hörsaal der Experimentalphysik (Strudlhofgasse 4, 1090 Wien) statt. |
