Die Devise des Nobelpreisträgers: "Forscher brauchen Freiheit"

Ein Griff in die Brusttasche und die golden glänzende Medaille hervorgeholt: Auf der Vorderseite ist das Porträt von Alfred Nobel eingraviert, auf der Rückseite der Name "Klaus von Klitzing". Es ist zwar nur die vergoldete Kopie des Originals, das der heute 74-jährige Wissenschafter 1985 in Stockholm entgegennehmen durfte und das er daheim in seinem Haus in Stuttgart wohl verwahrt. Aber auch die Kopie wiegt schwer – als sichtbares Zeichen für den Physik-Nobelpreis.

Seit damals ist Klitzing auch regelmäßig Gast bei der "Winterschool" der Kepler-Universität in Mauterndorf (Lungau), die heuer zum 20. Mal stattfand. 300 Spitzenforscher und Studierende aus ganz Europa kamen zum Gedankenaustausch. 30 Vortragende gaben Einblick in die aktuelle Forschung aus dem Bereich der Festkörperphysik, darunter mit Frederick Duncan Haldane von der US-Universität Princeton ein weiterer Nobelpreisträger. Gestern ist die Veranstaltung zu Ende gegangen.

Sternstunde der Wissenschaft

Auf Einladung von JKU-Rektor Meinhard Lukas trafen die OÖN am Donnerstag Klaus von Klitzing sowie den Organisator des diesjährigen Meetings: Armando Rastelli (43), Leiter der Abteilung Halbleiterphysik der JKU. Sein Vorgänger Günther Bauer hat die "Winterschool" mitbegründet.

Während die Kopie der Nobelpreis-Medaille von Hand zu Hand geht, kredenzt uns die Wirtin den Kaffee. Professor Rastelli hat einen Verlängerten bestellt – und erheitert damit seine Gesprächspartner. "Ich dachte, Italiener trinken nur Espresso", sagt Lukas.

Woran man sieht: Physiker sind für Überraschungen gut. Die Physik auch. So eine Überraschung erlebte Klitzing am 5. Februar 1980 um 2 Uhr früh im Hochfeld-Magnetlabor in Grenoble. Immer wieder hatte er Elektronen, gefangen in einem hauchdünnen elektrischen Leiter aus Silizium, einem Magnetfeld ausgesetzt und gemessen, wie sich der elektrische Widerstand mit dem Magnetfeld ändert. Dabei entdeckte er, dass der Widerstand bei starken Magnetfeldern unerwartet in Stufen anstieg, deren Werte ganzzahlige Bruchteile einer Konstanten betrugen - der "Von-Klitzing-Konstanten" (siehe Kasten).

1985 erhielt er dafür den Nobelpreis – mit erst 42 Jahren. "Zu ungeteilten Handen", wie er betont. Diese Ehre wurde außer ihm bisher nur dem US-Physiker Murray Gell-Mann zuteil. "Ich war damals bereits Direktor am Max-Planck-Institut in Stuttgart", sagt Klitzing. "Am 16. Oktober, 11.36 Uhr, erhielt ich den Anruf vom Nobel-Komitee." Ein unbeschreibliches Hochgefühl sei es gewesen "und eine große Bürde". Denn als Nobelpreisträger "wird man eine öffentliche moralische Instanz."

Klitzing sieht sich als Grundlagenforscher, ihm geht es "um die Erkenntnis an sich". Als Basis des Fortschritts, wie er betont: "Forscher brauchen Freiheit, sie können sich nicht nur nach den Interessen der Industrie richten." Seit der Aufklärung werde die Forschung bei uns als Kulturgut gesehen. Anders in den USA: "Dort geht es nur um ihren Nutzen."

Eine metaphysische Frage: Wieso hat der elektrische Widerstand immer denselben, von Klitzing entdeckten Wert? Steckt dahinter göttliches Design? "Darüber werde ich noch mit dem Papst reden, ich bin ja Mitglied der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften."

 

Eine Naturkonstante

 

In einem starken Magnetfeld kreisen Elektronen in einem Halbleiter wie in einem Atom. Und wie bei einem Atom können sie nur „diskrete“ Energiewerte annehmen: Wie auf einer Leiter befinden sie sich immer nur auf einer Sprosse, dazwischen ist nichts. Auf jeder wird es eng. Ist sie voll, bleibt der gemessene Widerstand konstant. Erhöht sich das Magnetfeld, ändert sich daran zunächst nichts. Nur wenn es hoch genug ist, müssen die Elektronen auf eine neue Sprosse „springen“ - der Widerstand ändert sich stufenartig. Sein Mindestwert nimmt dabei in jedem Material einen naturgegebenen Wert an: die „Von-Klitzing-Konstante“.