Am 10. Dezember, bei der Verleihung des Physik-Nobelpreises in Stockholm, werden sich drei Physiker einvernehmlich die Hände schütteln, die im wissenschaftlichen Alltag Konkurrenten sind. Vor allem Wolfgang Ketterle, der gebürtige Heidelberger, wird dann wohl endgültig die große Enttäuschung vergessen, die seine beiden Mit-Laureaten Eric A. Cornell und Carl E. Wiemann am 5. Juni 1995 verursacht hatten. Den beiden Wissenschaftlern von der University of Colorado war es damals gelungen, das weltweit erste "Bose-Einstein-Kondensat" zu erzeugen. Das ist ein völlig neuartiger Materiezustand, den der indische Physiker Satyendra Nath Bose und Albert Einstein schon 1924 theoretisch vorausgesagt hatten, der aber erst mit modernster Technik, vor allem der Entwicklung der Lasertechnik, im Experiment nachzuvollziehen war.Ketterle hatte alles daran gesetzt, bei diesem Wettrennen der Erste zu sein. Er verließ 1990 Deutschland, wo er in Garching mit summa cum laude promoviert hatte, und ging mit dem Ziel an das Massachusetts-Institute of Technology (MIT), "einen Traum zu verwirklichen": diesen neuen Materiezustand namens Bose-Einstein-Kondensat ("BEK") herzustellen. Als er erfuhr, dass seine Kollegen aus Colorado schneller gewesen waren, "da war das eine schwere Stunde als Wissenschaftler" erinnerte er sich. "Wenn man alles auf ein Ziel fokussiert, alle seine Gelder, alle seine Mitarbeiter dafür eingesetzt hat, und dann erfährt, eine andere Gruppe hat s geschafft, dann sieht man seine Felle davonschwimmen."Dieser Fall ist nicht eingetreten. Das Nobelpreis-Komitee hat mit der Dreiteilung des Physik-Preises die Entdeckung des BEK durch Cornell und Wiemann anerkannt. Es hat gleichzeitig die Weiterentwicklung dieser Entdeckung hin zu möglichen praktischen Anwendungen durch Wolfgang Ketterle gewürdigt - und seinen Willen zum Erfolg. Der Max-Planck-Forscher Theodor Hänsch, der Ketterle aus Garching kennt, sagt über ihn: "Das ist jemand mit extrem hoher Motivation und extremer Ausdauer." Er habe sein Team enorm motiviert. Auch heute gelingt es weltweit nur wenigen Physiker-Gruppen, ein Bose-Einstein-Kondensat herzustellen - und das nur mit hohem Laboraufwand. Der eigenartige Zustand wird erreicht, indem man eine Wolke von Alkaliatomen fast bis auf den absoluten Nullpunkt bei minus 273,15 Grad Celsius abkühlt. Dann gerät die Atom-Ansammlung schlagartig in einen anderen Aggregatszustand. Die Atome, die sich bis dahin ungeordnet und individuell bewegt haben, ordnen sich zu einer streng korrelierten Struktur von Materieteilchen mit gleichem Bewegungsverhalten - ähnlich dem gebündelten Licht eines Lasers.Herkömmliche Licht-Laser sind notwendig, um Bose-Einstein-Kondensate überhaupt erzeugen zu können. Paradoxerweise werden sie dazu benötigt, um die Atomwolke in der Vakuumkammer zu kühlen. Dazu werden sechs Laser auf die etwa einen Kubikmillimeter große Atomansammlung gerichtet. In diesem "Käfig aus Licht" wird die Bewegung der Atome in alle Richtungen abgebremst. "Das ist, als würde man ein fahrendes Auto bremsen, indem man es von vorn mit einer Unzahl von Bällen bewirft und durch die Vielzahl der Bremsimpulse allmählich stoppt", erläutert der Physiker Gerhard Birkl vom Institut für Quantenoptik der Universität Hannover. Weil die fast stehenden Atome in der Vakuumkammer Licht von geringer Energie aus den Laserstrahlen aufnehmen und Licht höherer Energie wieder abgeben, verlieren sie Energie: sie kühlen ab. Für die Herstellung eines Bose-Einstein-Kondensats reicht diese Technik jedoch noch nicht. Dieser Zustand tritt erst bei etwa einem Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt auf. Um so tief zu kommen, nutzen die Physiker eine zweite "Kühlstufe": Sie schalten die Laser aus und nehmen die winzige, kalte Atomwolke in einer Magnetfalle gefangen. Wie bei einer Kaffeetasse, die durch das Verdampfen des heißen Kaffees in einem kalten Luftzug besonders schnell kühlt, entweichen die "wärmeren" unter den Atomen aus der Magnetfalle, die kälteren bleiben zurück: nach etwa zwanzig Sekunden bilden sie ein Bose-Einstein-Kondensat. Ketterle gelang es nun, ein Kondensat nicht nur zu erzeugen, sondern ihm auch eine Richtung zu geben; es entstand die Frühform eines Materie-Lasers. Wozu der verwendet werden kann, wird derzeit intensiv erforscht. Ein Einsatzbereich liegt möglicherweise in der Herstellung von Mikrochips, denn der Materiestrahl lässt sich sehr viel feiner fokussieren als Laserstrahlen aus Licht. Die sind mittlerweile zu "grob", um die erwünschten feinen Strukturen in den Chips zu erzeugen. An Ketterles alter Wirkungsstätte, dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, gibt es bereits viel versprechende Versuche dazu. Den Physikern dort gelang es, das Herzstück eines Atomlasers auf einem Mikrochip zu integrieren. Damit wird die Erzeugung Laser-ähnlicher Materiewellen extrem vereinfacht, heißt es in einer Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft. Die Ergebnisse sind soeben in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" publiziert worden. (Mitarbeit: fgr., jz.)Ausführliche Informationen zum Atomlaser und zum Bose-Einstein-Kondensat (auf Deutsch):www.mpq.mpg.de/atomlaser/Junge Elite bleibt fern // Wolfgang Ketterle sollte vor wenigen Jahren nach Garching ans Max-Planck-Institut für Quantenoptik berufen werden. Doch die Verhandlungen scheiterten, obwohl Ketterle dort promoviert hatte. "Deutschland hat halt nicht diese Eliteförderung wie die USA", sagt Theodor Hänsch, Direktor am Garchinger Institut. Vor allem herausragende junge Leute müssten hier zu Lande besser gefördert werden.Hänsch war in Stanford Doktorvater von Carl Wieman, einem der anderen beiden diesjährigen Laureaten. Er ist selbst Experte für extreme Materiezustände und kommentiert den Physik-Nobelpreis so: "Ich freue mich ehrlich für die drei. " Dass das Bose-Einstein-Kondensat zu Nobelpreisen führen würde, sei ihm klar gewesen. "Überrascht hat mich nur, dass es jetzt schon geschah", sagt Hänsch. (jz. )DPA Der Deutsche Wolfgang Ketterle (43) hat in Garching promoviert, ging aber dann an das Massachusetts Institute of Technology, ein Elite-Institut in den USA.UNIVERSITY OF COLORADO Diese Grafik zeigt eine Wolke von Rubidium-Atomen, die extrem gekühlt wurden. So entstand ein "Bose-Einstein-Kondensat", bei dem sich die Atome quasi im Gleichschritt bewegen. Die Farben zeigen an, wie viele Atome sich gleich verhalten: Rot bedeutet wenig, also einen ungeordneten Zustand; Weiß heißt, dass sich viele Atome im Gleichklang bewegen. Links ist die Wolke zu sehen, kurz bevor der Bose-Einstein-Zustand erreicht wurde, in der Mitte kurz danach. Rechts ist ein nahezu reines Bose-Einstein-Kondensat abgebildet. Es entstand, als die "ungeordneten" Atome verdampft waren.KEN ABBOTT/UNIVERSITY OF COLORADO Die beiden US-Forscher Eric Cornell (l. ) und Carl Wieman neben ihrer Anlage, die sie zur Erzeugung des Bose-Einstein-Kondensats nutzen. Ihr bahnbrechender Versuch gelang am 5. Juni 1995 kurz vor 11 Uhr in Boulder, Colorado (USA).