Ein ungeheuer cooler Stoff

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 Sagte doch schon die Mutter: Nie kalte Behälter in warme stellen. Das belegt dieser Versuch, bei dem schließlich der Mülleimer
Sagte doch schon die Mutter: Nie kalte Behälter in warme stellen. Das belegt dieser Versuch, bei dem schließlich der Mülleimer halt doch durch die Luft fliegt. Im vergangenen Jahr hat der Nobelpreisträger Bill Phillips diese spektakuläre Lecture in Heidelberg vor Mathematikern und IT-lern gehalten, jetzt, vor Beginn der 69. Nobelpreisträgertagung, begeistert er das Lindauer Publikum mit seiner mitreißenden Art im Stadttheater. (Foto: Christian Flemming)
Babette Caesar

Die Idee, auf die diesjährige Nobelpreisträgertagung mit exklusiven Einblicken in das Labor eines Nobelpreisträgers einzustimmen, hat gezündet. Ein ausgebuchtes Stadttheater wartete gebannt, was da oben auf der Bühne Spannendes geschieht. Der US-amerikanische Physiker William Daniel Phillips stand parat, um am Freitagabend einen Mix aus wissenschaftlicher Erkenntnis und Unterhaltung unter dem vielversprechenden Motto „Time, Einstein and the coolest stuff in the universe – Zeit, Einstein und das kälteste Zeug des Universums“ zu bieten.

Diverse weiße Kunststoffeimer, daneben Gefäße, die Thermoskannen gleichen. Ein Bund frischer roter Nelken auf dem Tisch. Gegenüber ein aktivierter Laptop, davor eine kleine Apparatur, die ihr Geheimnis auch noch für sich behält. Mittendrin der 1997 zusammen mit Steven Chu und Claude Cohen-Tannoudji mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnete William Phillips. In bester Laune, noch schnell einige Stücke Schokolade verzehrend, geht es los. Nikolaus Turner, Geschäftsführer von Kuratorium und Stiftung der Lindauer Nobelpreisträgertagungen, freute sich in seinem Grußwort über das große Interesse. „Seit 1951 gibt es die Tagungen und wir haben stets Neues gemacht. Jetzt sind wir wieder fündig geworden mit einer Live Lecture (Live Vortrag) und einem Live Lab (Live Labor)“, leitete er den Abend ein, um das Wort an Rainer Blatt, wissenschaftlicher Leiter der Physiker-Tagung, zu übergeben. Er stellte Phillips, 1948 in Pennsylvania geboren, als einen der Pioniere der Laserkühlung vor. Promotion 1976 am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Anschließend entwickelte er am National Institute of Standards and Technology (NIST) in Gaithersburg in Maryland die Laserkühlmethoden. „The one and only Bill Phillips – der einzigartige Bill Phillips“, bat er ihn auf die Bühne mit einem Lachen, das keinen Zweifel daran ließ, dass es in den nächsten 90 Minuten nicht nur um nüchterne physikalische Termini geht.

„Einstein“ und „Time“ – wie das geht

„Loud noises and unexpected outbreaks of fun and learning – Laute Geräusche und unerwartete Ausbrüche von Spaß und Lernen“, tönte denn auch der Slogan. Der Physiker begann sogleich mit der Frage, was “Time” und “Einstein” miteinander zu tun haben? Die Einblendung des Titels eines alten „Time“-Magazins mit Einsteins Konterfei sprach für sich selbst. Einstein stehe mit seiner Relativitätstheorie gemäß der Erkenntnis „Zeit ist Raum“ für einen Wandel im Denken. „What is time?“, wandte Phillips sich dem Auditorium zu. Zeit sei das, was Uhren messen. Nur, was ist eine Uhr - eine, die tickt? Er verweilte bei den Pendelversuchen des Galileo Galilei, bei denen das Vor und Zurück immer gleich blieben. Mit Blick auf seine Armbanduhr, wie sie alte Leute nun mal tragen würden, gelangte er zu den Quarzuhren, die alle ein bisschen voneinander abweichen. Bedingt dadurch, dass die Rotation der Erde nicht konstant ist. „Atom tickers make the best clocks – Atomticker sind die besten Uhren“, so sein Fazit. Nur, wer will schon wissen, dass es um 12:15:0936420175 Zeit fürs Essen ist. Womit Phillips spätestens hier die Lacher auf seiner Seite hatte. Um Atome zu verlangsamen, müssen sie gekühlt werden. Dafür braucht es „some really cool stuff“, der sich „liquid nitrogen“ (Flüssigstickstoff, der bei minus 210 Grad gefiert) nennt. Ab hier wandte Phillips sich seinem Labor zu, um kurzerhand das kalte Zeug auf den Bühnenboden zu schütten, das dort viel Nebel, aber keine Flüssigkeit erzeugte. Es ist zu kalt.

Zerbrechende Nelken, gefrierende Luftballone

Eine in die Thermoskanne gesteckte Nelkenblüte zerbrach nach erfolgreichem „Cooling down - Runterkühlen“. Aufgeblasene Luftballone förderte er nach diesem Kälteschock zusammen geknautscht zu Tage, warf sie in das Publikum, wo sie sich wieder aufbliesen – durch die Wärme. Warum die Blütenblätter brechen und die Ballone nicht, kam als Frage aus dem Saal. Die Blüten seien voller Wasser und die Gummihäute sind sehr dünn, begründete Phillips den Vorgang. Mit lautem Knall zerbarst hinter ihm eine mit Liquid Nitrogen gefüllte Plastikflasche. Also „never ever“. Ein Gummiband brach auseinander, ließ sich bei Wärme aber wieder dehnen. Laser Cooling nennt sich das 1975 erforschte Verfahren. In dem Kontext demonstrierte er auch das „Atom Trapping“. Hüpft ein Pingpongball sogleich aus einer Glasschale wieder hinaus, braucht es einen Container aus magnetischen Teilchen, um das Atom mittels Laser Cooling für den Moment frei schwebend in der Luft zu halten. Dieses Experiment löste einiges Staunen unter den Zuschauern aus, denen Phillips im Anschluss noch Rede und Antwort stand. Ob sich die kälteste Temperatur mit 6000 Kelvin auf der Sonnenoberfläche im Labor herstellen ließe? Oder ist das auch eine Technologie, um den Nordpol abzukühlen? Nein, denn solch ein Kühlvorgang verbrenne mehr Energie als unter dem Strich als Effekt herauskäme. Phillips hat einem breiten Publikum mit viel Humor viel Wissen vermittelt und Neugier geweckt auf „Explore the mystery of universe! (Not) the End – Entdecken Sie die Mysterien des Universums - (Nicht) das Ende.“

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