Theodor W. Hänsch - wissenschaft.de
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Theodor W. Hänsch

Den derzeitigen Boom der Quantenoptik hat er mit angeschoben, der Nobelpreis blieb ihm dafür aber bisher verwehrt*): der Physiker Theodor W. Hänsch.

Er ist ein Superstar der Wissenschaft. Zwar ist er unter seinen Fachkollegen weltweit hoch geschätzt, steht seit 30 Jahren an vorderster Front der Forschung, ist stets brillant und kreativ – aber in der Öffentlichkeit ist er weitgehend unbekannt: der Physiker Theodor W. Hänsch, in den USA auch liebevoll „Ted Hansch“ genannt. Seit 1986 arbeitet er in München – parallel als Ordinarius an der Universität und als Direktor des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching. Als er im vergangenen Jahr seinen 60. Geburtstag beging, veranstalteten Universität und Max-Planck-Institut ihm zu Ehren ein Kolloquium, an dem so viel hochkarätige Forscherprominenz teilnahm, wie man in der bayerischen Landeshauptstadt schon lange nicht mehr auf einem Fleck gesehen hatte. So waren nicht weniger als sechs Nobelpreisträger gekommen, um Hänsch zu feiern.

Seit mindestens einem Jahrzehnt vergeht kaum ein Herbst, in dem nicht gemunkelt wird, diesmal werde Theodor Hänsch selbst den Nobelpreis erhalten. Und in der Tat war er viele Male für diese höchste Auszeichnung eines Forscher nominiert. Dass er bisher doch nie zum Zug kam, mag an mehreren Dingen liegen. Zum einen: Hänsch ist die Unauffälligkeit in Person. Ihn umgibt eine Aura von In-sich-Gekehrtheit und Schüchternheit. Meist erscheint er unberührt vom Leben um sich herum, oft bis zur Brüskierung seiner Umwelt. Wenn man ihn im Kreis seiner Doktoranden und Mitarbeiter beobachtet, erkennt man ihn allenfalls durch sein Alter und seine grauen Haare – nicht etwa dadurch, dass er als Führungspersönlichkeit auftritt. Er spricht schnell und in druckreifen Sätzen, bleibt sanft, zurückhaltend, wird nie laut. Seine Autorität ist dennoch unumstritten. Er überzeugt durch Leistung, Ideen und seinen analytischen Verstand – nicht durch energisches Benehmen. „Etwas mehr Wind zu machen, würde heutzutage wahrscheinlich manchmal nicht schaden“, meint er. Aber es ist eben nicht seine Art.

Zum anderen: Mit seinen Forschungsthemen ist Hänsch seiner Zeit immer ein wenig voraus – zu weit vielleicht. Andere nehmen die Themen dann oft später auf, arbeiten sie weiter aus, bringen sie in Mode und sahnen ab. Er selbst bleibt im Hintergrund.

So war das etwa bei der Entwicklung der „dopplerfreien Spektroskopie“ mit Farbstofflasern. Im April 1970 ging Hänsch als frisch promovierter junger Physiker an die Uni Stanford in Kalifornien zu Arthur L. Schawlow, dem Miterfinder des Lasers. „ Er gab mir relativ viel Freiheit, auch weil er sich gerade auf ein Freisemester vorbereitete“, erzählt Hänsch, der in Stanford eine Forschungsrichtung anfing, die sein Mentor Schawlow vorher nicht betrieben hatte: hochauflösende Spektroskopie mit Farbstofflasern. „Das hat eine Revolution in der Spektroskopie ausgelöst“, sagt Hänsch. „Weil wir jede beliebige Wellenlänge erzeugen konnten, tat sich ein neues, großes Forschungsgebiet auf.“

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Schawlow erhielt unter anderem dafür 1981 den Physiknobelpreis – was er später so kommentierte: „Das Geheimnis, wie man den Nobelpreis bekommt, ist folgendes: Man engagiert jemanden wie Ted Hansch und lässt ihn die Arbeit machen.“ In der witzig gemeinten Bemerkung steckt ein dickes Korn Wahrheit: Sein Mitarbeiter hatte es damals schon abgelehnt, sich in den Vordergrund zu spielen. Ganz bewusst hatte er dort weitergeforscht, wo andere „glaubten, das sei nicht attraktiv genug“: an der Entwicklung des Farbstofflasers. „Mit etwas wie Farbstoffen wollte sich niemand die Finger schmutzig machen“, erinnert sich Hänsch. Er aber erkannte das Potenzial, das in diesen Lasern steckte. Sie ermöglichten es zum ersten Mal, die Frequenz des Laserlichts auf die Erfordernisse des Experiments abzustimmen. Heute, im Zeitalter der Halbleiterlaser, ist das fast schon eine Selbstverständlichkeit, damals aber war es völlig neu.

Auch in einem anderen Fall war Hänsch zu früh dran – 1971 bei der Erfindung der Laserkühlung, die sich fast automatisch aus seinem Verfahren zur dopplerfreien Spektroskopie ergab. „Die Community hat das damals sehr aufgeregt, dass es nun möglich war, Atome mit Laserlicht zu kühlen“, lächelt Hänsch. „Ich als junger Postdoktorand wurde überschüttet mit Besuchen und Einladungen zu allen möglichen Vorträgen. Zwei Jahre später erhielt ich vom California Museum of Science and Industry einen Preis, den ,California Scientist of the Year‘.“ Den Nobelpreis bekam er dafür wieder nicht, 1997 verlieh ihn das Stockholmer Komitee den Amerikanern Steven Chu und William Daniel Phillips zusammen mit dem Franzosen Claude Cohen-Tannoudji „für ihre Entwicklung von Methoden zum Kühlen und Einfangen von Atomen mithilfe von Laserlicht“ – so die offizielle Begründung.

Im Gegensatz beispielsweise zu seinem jungen Kollegen Wolf-gang Ketterle – 2001 mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet – , dem nachgesagt wird, dass er mit aller Kraft und mit enormem Einsatz darauf hingearbeitet hat, diese Ehrung zu erringen, lässt Ted Hansch es eher ruhig angehen und hält sich im Hintergrund. Nein, er ärgere sich nicht, meint er, wenn wieder einmal ein Schüler oder Kollege von ihm einen Nobelpreis ergattert hat – er freue sich mit dem Geehrten. Und außerdem habe der Nobelpreis ja auch ganz schön große Nachteile.

Die Vorteile eines weltweit geschätzten und angesehenen Wissenschaftlers genießt er, auch ohne zum Zirkel der Nobel-Laureaten zu gehören: Fast das ganze Jahr über ist er unterwegs, jettet rund um die Welt, ist eingeladen zu Tagungen, als Festredner auf Kongressen und als Berater der Mächtigen. Auch wenn es oft anstrengend und zeitraubend ist, genießt der Junggeselle das. Neben München fühlt er sich auch in den USA zu Hause, wo seine Freundin lebt, und in Florenz, wo er eine kleine Wohnung unterhält („102 Stufen ohne Fahrstuhl – das ist mein einziger Sport“) und ein Universitätsprojekt mit betreut.

Dass es mit dem Nobelpreis trotzdem noch einmal etwas wird, ist keineswegs ausgeschlossen. Denn schon wieder arbeitet Theodor Hänsch an Projekten, die die wissenschaftliche Welt elektrisieren. Einen Atomlaser, der analog zum Lichtlaser eng gebündelte Materiewellen aussendet, hat er 1999 erfunden. Inzwischen gelang es ihm und seinem Team, die dazu nötige Atomfalle sowie die Steuerelektronik so stark zu miniaturisieren, dass alles auf einen daumennagelgroßen Chip passt.

Das ist aber längst nicht alles. Hänsch beteiligt sich intensiv an Überlegungen, was man mit Bose-Einstein-Kondensaten außerdem noch Sinnvolles anfangen könnte. Während manche Forschergruppen die eiskalten Atomwölkchen explodieren lassen, andere sie verwirbeln und wieder andere sie mit ihresgleichen überlagern, bringt er sie in seinem Universitätslabor in der Münchner Innenstadt in ein elektromagnetisches Feld, das die Form eines winzigen Eierkartons hat. Dieses Gebilde, das er sehr plastisch „Lichtkristall“ nennt, erzeugt er durch die Überlagerung von einander entgegenlaufenden Laserstrahlen. Im vergangenen Jahr gelang es seiner Gruppe, ein Kondensat in einen solchen Lichtkristall einzuschließen und es auf diese Weise zu zwingen, seine Welleneigenschaft schlagartig aufzugeben. Das Objekt, von Fachleuten „Mott-Isolator“ genannt, bietet eine echte Chance, einen Quantencomputer zu realisieren. Die Grundidee für einen solchen Über-Rechner spukt seit einigen Jahrzehnten in den Köpfen mancher Forscher herum, ist bisher aber an der Verwirklichung kläglich gescheitert. Hänsch könnte das mit seinem genialen Experiment vielleicht ändern.

Wie schafft es ein Forscher, ständig neue Ideen zu produzieren, kreative Experimente zu erfinden, die die Wissenschaft voranbringen auf ihrer Suche nach der Wahrheit? Ted Hansch hat dafür kein Patentrezept. „Das ist so wie früher bei den Abenteurern, die mit dem Buschmesser durch den Dschungel gingen: Die konnten auch nicht ohne Weiteres entscheiden, was sie als Nächstes entdecken würden“, sagt er. „Sie mussten nach dem Kompass oder ihrer Nase gehen und schauen, wo das Dickicht überhaupt beherrschbar ist. Ob man irgendwelche Täler oder Flüsse oder Goldadern findet, das weiß man vorher nicht.“ Sicherlich trägt zu seiner Kreativität bei, dass er ganz in seiner Arbeit aufgeht. Selbst in seiner knappen Freizeit verkriecht er sich oft in sein „Spiellabor“ in der Schellingstraße,wo er viele Dinge ausprobiert und geduldig an Details herumbastelt. „Das ist meine Art von Entspannung“, sagt er.

Gleichzeitig hält er sich möglichst fern von allen Verwaltungsaufgaben. „Ich versuche ganz bewusst – zum Beispiel in den Universitätsgremien – immer ein möglichst unsichtbares Profil zu haben, damit ich nicht zu irgendwelchen Ämtern verdonnert werde“, verrät der Ordinarius. Manche werfen ihm vor, dass er sich in dieser Beziehung zu sehr abschottet. „Man würde sich wünschen, dass er sich mehr öffentlich engagiert“, meint sein Kollege Hans-Jörg Jodl, mit dem er in Florenz zusammenarbeitet, „ dass er sein Gewicht als Spitzenforscher in die Waagschale wirft. Man darf Bildungsfragen nicht nur den Politikern überlassen.“ Ähnlich empfindet das sein einstiger Mentor und Kollege am Garchinger Max-Planck-Institut, Herbert Walther: „Hänsch ist in keiner Bewertungskommission, in keinem Gremium“ – und unausgesprochen schwingt dabei der Vorwurf mit, dass er sich vor dieser zeitaufwendigen und unbeliebten Arbeit drückt und sie anderen überlässt.

„Er macht wirklich nicht viel anderes als Physik“, glauben viele seiner Kollegen. Die aber betreibt er mit Leib und Seele. Das zurzeit spektakulärste Experiment steht in Hänschs Labor im Max-Planck-Institut für Quantenoptik, wo sein „Haustier“, das Wasserstoff-Atom, nach allen Regeln der Kunst vermessen wird. „ Normaler Wasserstoff hat das einfachste aller Atome, dazu gibt es ausgefeilte Theorien“, erklärt er den Grund seiner Forschung. „ Wenn wir sehr genau messen können, dann können wir die Vorhersagen der Theorien, vor allem der Quantenelektrodynamik, auf eine Weise prüfen, wie das sonst kaum möglich ist.“

Wenn die Physiker doch noch etwas übersehen haben sollten, wenn doch noch irgendwelche Wechselwirkungen, Kräfte oder Teilchen existieren, von denen sie nichts wissen, dann sieht Hänsch hier eine Chance, ihnen auf die Spur zu kommen. Seit 25 Jahren gelingt es ihm, die Genauigkeit seiner Messungen an Wasserstoff-Atomen immer weiter zu erhöhen. „Wir sind stolz darauf, dass wir es geschafft haben, über viele Jahre hinweg ein Fortschrittstempo aufrechtzuerhalten, das viel drastischer ist als beispielsweise die Fortschritte in der Mikroelektronik“, sagt Hänsch.

In diesen Tagen lauert der Wissenschaftler zusammen mit seinem Team auf die Ergebnisse einer Messung, die alle bisherigen Grundsätze der Physik umstoßen könnte: „Es gibt Hinweise, dass Naturkonstanten nicht konstant sind, sondern sich langsam ändern“ , erklärt er. „Astronomische Beobachtungen weisen darauf hin, dass vor sieben Milliarden Jahren die Feinstrukturkonstante ein bisschen anders war als heute.“ Dies könnte sich in einer extrem winzigen Veränderung im Wasserstoff-Atom zeigen.

Kann man so etwas im Labor messen? Die Antwort ist: ja. „Wir haben den Wert vor drei Jahren gemessen. Wenn wir jetzt die Messung wiederholen, haben wir eine Chance, diesen Effekt zum ersten Mal zu sehen, falls er wirklich existiert“, sagt Hänsch. „ Das ist richtig spannend.“ Falls sich die Konstante tatsächlich ändert, hätte das gigantische Auswirkungen auf das gesamte Weltbild der Physik. Es würde auch bedeuten, dass die Masse der Atome im Lauf der Jahrmillionen ganz allmählich zunimmt.

Wenn es ihm gelingt, etwas Neues hervorzubringen, Dinge zu entdecken, die vorher keiner kannte, dann ist Theodor W. Hänsch glücklich. „Das schafft schon ein Hochgefühl“, sagt er: „Einmal durch die Befriedigung der Neugier – hinzu kommt aber auch der Wunsch, dass andere das anerkennen.“ Aber das ist für den stillen Forscher nicht so primär: „Wenn ich auf einer einsamen Insel wäre oder wenn es sonst niemanden gäbe auf der Welt, würde ich trotzdem versuchen, meine Umwelt zu verstehen und Wissenschaft in irgendeiner Form zu betreiben.“ ■

DR. BRIGITTE RÖTHLEIN lebt als freie Wissenschaftsjournalistin in München. Die promovierte Physikerin und langjährige bdw-Autorin berichtet regelmäßig über aktuelle Trends in der physikalischen Forschung.

Brigitte Röthlein

Ohne Titel

• Theodor W. Hänsch wurde am 30. Oktober 1941 in Heidel-

berg geboren.

• Er studierte Physik an der Universität Heidelberg, wo er

1969 promovierte. Es folgten 16 Jahre Forschungstätigkeit an der Universität Stanford in Kalifornien. 1970 begann Hänsch dort als Postdoktorand. 1972 wurde er Associate Professor, 1975 Full Professor. 1986 kehrte Hänsch nach Deutschland zurück. Seitdem ist er als Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und als Professor für Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität in München tätig.

• Merkmal: unbändige Neugier und Freude an pfiffigen Ideen.

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