Univ.-Prof. Dr. Markus Arndt, geboren am 14. Septem ber 1965 in Unkel am Rhein, ist der zweite Wissenschafter nach dem Physiker Ferenc Krausz, der nach dem START-Preis (2001) auch den Wittgenstein-Preis erhält. Mit 43 Jahren ist Arndt auch einer der jüngsten Preisträger seit Bestehen des Programms.
Gelernt von Hänsch und Zeilinger
Um bis dahin zu gelangen, hat Arndt bei den besten seines Fachs gelernt: Nach dem Physikstudium an der Universität Bonn und München ging er als Postdoc unter anderem zum späteren Physik-Nobelpreisträger (2005) Theodor W. Hänsch vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching bei München und zu Experimentalphysiker Anton Zeilinger an die Universität Innsbruck.
Mit Zeilinger hatte er einen engagierten Mentor gefunden, so dass Arndt ihm 1999 an die Universität Wien folgte, wo er seither beschäftigt ist und sich auch habilitierte. Er baute die Arbeitsgruppe Quantennanophysik auf, erhielt 2004 eine Vertragsprofessur und wurde heuer im April zum Ordentlichen Professor für Quantennanophysik in der Gruppe Quantenoptik, Quantennanophysik und Quanteninformation an der Universität Wien berufen.
Materiewellenphysik von Nanomaterialien
Seiner ersten Publikation in der renommierten Wissenschaftszeitschrift "Nature" über den Welle-Teilchen-Dualismus von C-60-Molekülen ("Fulleren") sollten zahlreiche weitere in seinem Spezialgebiet folgen: der "Materiewellenphysik von Nanomaterialien". Dabei versucht er an immer massereicheren, komplexeren Molekülen Quantenphänomene nachzuweisen und die Grenzen dafür auszuloten. Ursprünglich wurde angenommen, dass die teils seltsam anmutenden Quanteneigenschaften auf kleinste Teilchen beschränkt sind.
Erst seit wenigen Jahren gelingt es Wissenschaftern auch mit größeren und massiven Teilchen den Wellencharakter experimentell zu zeigen. So erzeugten die Experimentalphysiker um Anton Zeilinger und Markus Arndt 1999 erstmals Beugungsmuster auch mit relativ großen Fullerenen. In den folgenden Jahren gelang es Arndt und Kollegen, bei immer größeren Molekülen Welleneigenschaften nachzuweisen.
Massegrenze vergrößern
Mit dem Wittgenstein-Preis will Arndt versuchen, die Grenzen bezüglich Masse und Komplexität von Teilchen auszuloten, bei denen noch Interferenz nachgewiesen werden kann. "Wir wollen die Massegrenze um den Faktor 1.000 vergrößern", sagte Arndt im Gespräch mit der APA. Dazu sollen Metall-Cluster verwendet werden, wozu aber u.a. noch neue Kühlmethoden für Moleküle entwickelt werden müssen, weil die Temperaturen für solche Versuche um einen Faktor 100 bis 1.000 gegenüber den bisherigen Experimenten gesenkt werden müssen.
Bisher ist den Wiener Physikern gelungen, Interferenz mit Molekülen mit rund 3.000 Protonen-Massen zu erzeugen. Bei erdgebundenen Experimenten wird angenommen, dass die Grenze bei einer bis zehn Millionen Protonen-Massen liegt. Dann werde der Einfluss der Gravitation so stark, dass die Anforderungen an die Experimente auf der Erde den Wissenschaftern als zu schwer erscheinen. Ohne störenden Einfluss der Gravitation, also in Schwerelosigkeit, könnte die Massengrenze für Quanteneffekte noch einmal um den Faktor 1.000 größer sein, weshalb die Wissenschafter bereits überlegen, solche Experimente eines Tages im Weltall durchzuführen. "Was wir jetzt mit dem Wittgenstein-Geld machen, dient gleichzeitig auch als Vorstudien dazu", sagte Arndt.
Junge Forscher anstellen
Die Mittel des Wittgenstein-Preises sind Arndt aber auch in anderer Hinsicht willkommen. "Einige Diplomanden sind gerade fertig geworden und die kann ich nun anstellen", sieht er die Auszeichnung auch als "Beschäftigungsprogramm für sehr gute Forscher". Mit ihnen will er auch erste experimentelle Hinweise weiterverfolgen, die zeigten, dass man Quantenmethoden verwenden kann, um an der Grenze zwischen Physik und Chemie Eigenschaften von Molekülen "auf neue Art und präziser als mit anderen Methoden vermessen kann". Weiters will er Oberflächenphysik mit Interferometrie verknüpfen - im Hinblick auf eine neue Art der Molekül-Lithographie. Das Ziel: Mit Hilfe der Interferenz Nano-Strukturen zu erzeugen.
Arndt sieht einen Teil der 1,5 Mio. Euro auch als "Seed Money", um "etwas ganz Neues zu beginnen und verrückte Ideen auszuprobieren". Etwa die Frage, wie Quantenphysik mit der Biologie zusammenhängt. "Zu diesem Thema gibt es weltweit nicht viele Arbeitsgruppen und noch weniger Experimente. Und auch wir werden uns erst einmal hinsetzen und lange nachdenken", sagte der Wittgenstein-Preisträger, der in der Auszeichnung den "wesentlichen Vorteil gegenüber allen anderen Förderungsformen" sieht, "dass er die Freiheit schafft, maximal flexibel auf neu aufkommende Ideen zu reagieren, wann immer sie reif werden".
An Ideen mangelt es Arndt jedenfalls nicht. So bleibt nicht viel Zeit neben Wissenschaft und der mit "oberster Priorität" ausgestatteten Familie (Arndt ist mit einer Altphilologin verheiratet und hat zwei Söhne), höchstens einmal für ein bisschen Klavierspielen. (APA) |
