PHYSIK IN öSTERREICH - Austrian Physical Society
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2010/1 Physik in Österreich<br />
März Projekte<br />
2010 Stellenausschreibungen<br />
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iNhAlT<br />
Editorial 3<br />
Physik in Österreich 4-8<br />
Physikgeschichte 9-12<br />
Projekte 14<br />
Stellenausschreibungen 13, 15<br />
Jahrestagung 16<br />
Herausgeber und für den Inhalt<br />
verantwortlich:<br />
Univ. Prof. Dr. Max E. Lippitsch<br />
Universitätsplatz 5<br />
8010 Graz<br />
Tel. +43 (316) 380-5192<br />
Fax +43 (316) 380-9816<br />
e-mail: office@oepg.at<br />
Verlags- und Herstellungsort: Graz<br />
Zum Titelbild: Christian Roos im Labor<br />
in Innsbruck (s. S. 8).<br />
Sehr geehrte Leserin,<br />
sehr geehrter Leser!<br />
Diese Ausgabe der ÖPG-Zeitschrift<br />
hat nur Erfreuliches zu vermelden: Der<br />
Wissenschaftler des Jahres, alljährlich<br />
vom Club der Wissenschaftsjournalisten<br />
gekürt, ist ein Physiker: Rudi Grimm<br />
aus Innsbruck. Außerdem gelingt ihm<br />
und seinem Team erstmals die kontrollierte<br />
chemische Reaktion zwischen<br />
ultrakalten Molekülen. Ein renommierter<br />
Preis und dazu ein Advanced Grant<br />
der EU geht an unsere Vizepräsidentin,<br />
Monika Ritsch-Marte, ebenfalls in Innsbruck.<br />
Cristian Roos und Rainer Blatt<br />
realisieren erstmals einen Quantenzufallsprozess<br />
mit gefangenen Ionen.<br />
Überflüssig zu sagen, wo sie das tun<br />
- in Innsbruck natürlich. Da können andere<br />
Physikstandorte in Österreich nur<br />
mehr die Vergangenheit in die Waagschale<br />
werfen, um dagegen nicht ganz<br />
abzufallen.<br />
Den Innsbrucker Kolleginnen und<br />
Kollegen gilt mein herzlichster Glückwunsch.<br />
Ich möchte mich bei ihnen<br />
aber auch sehr dafür bedanken, dass<br />
mir solche erfreulichen Tatsachen sofort<br />
zur Kenntnis gebracht werden,<br />
damit ich sie an die österreichische<br />
Physics Community weiter leiten kann.<br />
Nicht alle Institute tun das mit der selben<br />
Effizienz, was mitunter dazu führen<br />
kann, dass die örtliche Verteilung physikalischer<br />
Leistungen in unserem Land<br />
noch ungleicher erscheint als sie es ohnehin<br />
ist. Das ist schade, weil dadurch<br />
manchmal hoch interessante Ergebnisse<br />
nicht die ihnen zustehende Publizität<br />
bekommen. Vielleicht wäre das ein<br />
Anlass, wieder einmal über Öffentlich-<br />
keitsarbeit für die Physik<br />
nachzudenken. Andere<br />
naturwissenschaftliche<br />
Fächer erledigen die Informationsarbeitwesentlich<br />
wirkungsvoller und<br />
sogar offensiver als das<br />
die Physik tut. Mag sein,<br />
dass es auch daran liegt,<br />
wenn häufig behauptet<br />
wird, dass das Zeitalter<br />
der Physik vorbei ist und<br />
wir uns gegenwärtig in der Ära der Biowissenschaften<br />
befinden. Wer wie<br />
wir weiß, wie viel in der Physik noch<br />
auf Entdeckung wartet und welche Bedeutung<br />
diese Entdeckungen für die<br />
Gesellschaft haben werden, kann dem<br />
wohl nicht folgen.<br />
Denken Sie doch dran: Schreiben Sie<br />
nach ihrem nächsten wissenschaftlichen<br />
Erfolg doch eine Pressemitteilung!<br />
Und vergessen Sie nicht, mich<br />
dabei auf die Versandliste zu setzen!<br />
Heute schon besten Dank dafür!<br />
Mit herzlichen Grüßen<br />
Ihr Geschäftsführer<br />
ediToriAl<br />
Nr. 1/2010 3
Physik iN ösTerreich<br />
rudolf Grimm zum WisseNschAfTer<br />
des JAhres 2009<br />
GekürT<br />
Der Experimentalphysiker Rudolf<br />
Grimm ist Österreichs Wissenschafter<br />
des Jahres 2009. Dies teilte der Klub<br />
der Bildungs- und Wissenschaftsjournalisten<br />
in Österreich heute mit. Die<br />
Auszeichnung wird an Forscherinnen<br />
und Forscher verliehen, die ihre Arbeit<br />
und ihr Fach einer breiten Öffentlichkeit<br />
verständlich machen und damit<br />
das Image der österreichischen Forschung<br />
heben.<br />
„Rudolf Grimm prägt die florierende<br />
Quantenphysik-Szene in Innsbruck<br />
wesentlich“, so der Klub der Bildungs-<br />
und Wissenschaftsjournalisten in seiner<br />
Begründung für die Wahl. „Die<br />
Quantenphysik ist das wissenschaftliche<br />
Gebiet, in dem Österreich führend<br />
ist – und das soll auch für die Öffentlichkeit<br />
sichtbar werden.“ Die Wahl der<br />
österreichischen Wissenschaftsjournalisten<br />
fiel nach neun Jahren erstmals<br />
wieder auf einen Vertreter aus Innsbruck.<br />
2000 war die Plastische Chirurgin<br />
Hildegunde Piza Wissenschafterin<br />
des Jahres, 1996 der Experimentalphysiker<br />
Anton Zeilinger (vor seinem<br />
Weggang nach Wien) und 1994 der<br />
Alternsforscher Georg Wick. Mit dieser<br />
Anerkennung sieht sich Rudolf Grimm<br />
in seinem Anliegen bestärkt, Inhalte<br />
der Grundlagenforschung für eine<br />
breite Öffentlichkeit verständlich zu<br />
machen. „Nicht nur im Sport, auch in<br />
der Wissenschaft stecken große Emotionen“,<br />
sagt der Quantenphysiker, der<br />
auf den experimentellen Nachweis<br />
des Efimov-Effekts durch seine Team<br />
verweist. Dieses physikalische Phänomen<br />
wurde vom russischen Theoretiker<br />
Vitali Efimov 35 Jahre zuvor<br />
vorhergesagt und konnte durch die<br />
Innsbrucker Physiker 2006 erstmals<br />
nachgewiesen werden. „Etwas Neues<br />
zu entdecken und absolutes wissenschaftliches<br />
Neuland zu betreten, hat<br />
eine ungeheure Faszination“, sagt Rudolf<br />
Grimm. „Grundlagenforschung ist<br />
auch ein Abenteuer. Die Begeisterung<br />
dafür möchte ich der Allgemeinheit<br />
vermitteln“, sagt der Wissenschafter<br />
des Jahres 2009.<br />
4 Nr. 1/2010<br />
GruNdlAGeNforschuNG Als AbeNTeuer<br />
seiT 10 JAhreN iN iNNsbruck<br />
Rudolf Grimm wurde 1961 in Mannheim,<br />
Deutschland, geboren und studierte<br />
an der Universität Hannover<br />
Physik. Von 1986 bis 1989 forschte er<br />
als Doktorand an der ETH Zürich und<br />
war dann für ein halbes Jahr am Institut<br />
für Spektroskopie der Akademie der<br />
Wissenschaften der UdSSR in Troizk<br />
bei Moskau tätig. Anschließend arbeitete<br />
er zehn Jahre am Max-Planck-Institut<br />
für Kernphysik in Heidelberg. 2000<br />
wurde er als Nachfolger von Anton<br />
Zeilinger an die Universität Innsbruck<br />
berufen. Der Experimentalphysiker beschäftigt<br />
sich mit Bose-Einstein-Kondensaten<br />
aus Atomen und Molekülen<br />
sowie fermionischen Quantengasen.<br />
2002 gelang seiner Arbeitsgruppe die<br />
weltweit erste Erzeugung eines Bose-<br />
Einstein-Kondensats aus Cäsiumatomen.<br />
Ein Jahr später erzeugte das<br />
Team erstmals ein Bose-Einstein-Kondensat<br />
aus Molekülen. 2004 realisierten<br />
die Forscher ein Fermi-Kondensat.<br />
Heute sind die Physiker um Rudolf<br />
Grimm in der Lage, auch komplexere<br />
Moleküle in ultrakalten Quantengasen<br />
herzustellen. Für seine wissenschaftlichen<br />
Leistungen wurde Grimm bereits<br />
mehrfach ausgezeichnet. So erhielt er<br />
2005 die höchste österreichische Wissenschaftsauszeichnung,<br />
den Wittgenstein-Preis.<br />
Im gleichen Jahr wurde er<br />
von der österreichischen Tageszeitung<br />
„Die Presse“ zum „Österreicher des<br />
Jahres“ in der Kategorie Forschung<br />
gewählt. 2008 erhielt Grimm den Tiroler<br />
Landespreis für Wissenschaft.
AusTAuschreAkTioN iN QuAN-<br />
TeNGAs ersTmAls direkT<br />
beobAchTeT<br />
Große Fortschritte in der Beherrschung<br />
ultrakalter Quantengase eröffnen einen<br />
neuen Weg zur Erforschung chemischer<br />
Reaktionen. Einem Team um Rudolf<br />
Grimm ist es nun erstmals gelungen,<br />
eine chemische Austauschreaktion in<br />
einem ultrakalten Gas aus Cäsiumatomen<br />
und -molekülen direkt zu beobachten.<br />
Sie berichten darüber in der<br />
Fachzeitschrift <strong>Physical</strong> Review Letters.<br />
Wenn sich in chemischen Reaktionen<br />
Moleküle bilden oder umgekehrt molekulare<br />
Bindungen gelöst werden, ist<br />
dies normalerweise durch komplexe<br />
Prozesse bestimmt, die sich einer direkten<br />
Beobachtung weitgehend entziehen.<br />
Manche dieser Prozesse benötigen<br />
Energie (endotherme Reaktionen),<br />
andere wiederum setzen Energie frei<br />
(exotherme Reaktionen). Die großen<br />
Fortschritte bei der Erforschung ultrakalter<br />
atomarer und molekularer Gase<br />
ermöglichen es nun erstmals, elementare<br />
chemische Reaktionen vollständig<br />
kontrolliert zu realisieren, so dass sich<br />
dabei alle beteiligten Teilchen in einem<br />
genau definierten Quantenzustand befinden.<br />
Innsbrucker Quantenphysikern<br />
um Rudolf Grimm ist es gemeinsam mit<br />
eiskAlTe chemie<br />
amerikanischen Forschern nun erstmals<br />
gelungen, eine so genannte Austauschreaktion<br />
in einem Quantengas direkt zu<br />
beobachten und auch energetisch zu<br />
steuern. „Mit unserem Experiment konnten<br />
wir zeigen, dass die kontrollierte Reaktion<br />
ultrakalter Moleküle möglich ist“,<br />
freut sich Grimm gemeinsam mit seinem<br />
Team.<br />
reAkTioN direkT beobAchTeT<br />
Die Wissenschaftler fangen dazu Cäsiumatome<br />
in einer Laserfalle ein und<br />
kühlen sie stark ab. Durch die Ausnutzung<br />
einer Feshbach-Resonanz bildet<br />
ein Teil der Atome paarweise Moleküle,<br />
sodass eine ultrakalte Teilchenwolke<br />
aus rund 4.000 Molekülen und 30.000<br />
Atomen entsteht. Mit einem Mikrowellenimpuls<br />
werden die Atome in einen anderen<br />
Quantenzustand versetzt, ohne<br />
dass dadurch die Moleküle verändert<br />
werden. An diese Mischung aus Molekülen<br />
(A+A) und Atomen (B) legen die<br />
Experimentalphysiker ein Magnetfeld<br />
an, mit dem sie die Bindungsenergie der<br />
Moleküle sehr genau steuern können.<br />
Stossen die Moleküle und Atome nun<br />
miteinander zusammen, kommt es ab<br />
einer bestimmten Bindungsenergie zu<br />
einer einfachen Austauschreaktion. Die<br />
ursprünglichen Moleküle zerfallen zu<br />
Atomen (A) und es entstehen neue Mo-<br />
Physik iN ösTerreich<br />
leküle (A+B). „Weil die Energie, die bei<br />
diesem exothermen Prozess frei wird,<br />
äußerst gering ist, verbleiben die Reaktionsprodukte<br />
in unserer Laserfalle“,<br />
erklärt Rudolf Grimm. „So konnten wir<br />
die chemische Reaktion erstmals direkt<br />
beobachten.“<br />
führeNd im forschuNGsfeld<br />
QuANTeNGAse<br />
Die Forschungsgruppe um den Wittgenstein-Preisträger<br />
Rudolf Grimm vom<br />
Institut für Experimentalphysik der Universität<br />
Innsbruck und dem Institut für<br />
Quantenoptik und Quanteninformation<br />
(IQOQI) der Österreichischen Akademie<br />
der Wissenschaften (ÖAW) ist federführend<br />
bei der Erforschung von ultrakalten<br />
Quantengasen. So gelang es ihr 2002<br />
erstmals ein Bose-Einstein-Kondensat<br />
aus Cäsiumatomen herzustellen. Das<br />
erste Bose-Einstein-Kondensat aus<br />
Molekülen sowie ein Fermi-Kondensat<br />
folgten. Heute sind die Quantenphysiker<br />
in der Lage, auch komplexere<br />
Moleküle in ultrakalten Quantengasen<br />
herzustellen. „Hier tut sich ein ganz<br />
neues Forschungsfeld auf“, erklärt der<br />
Grundlagenforscher Grimm, „in dem wir<br />
mit Hilfe von ultrakalten Quantengasen<br />
sehr kontrolliert chemische Reaktionen<br />
in ihrer ganzen Vielfalt studieren werden<br />
können.“<br />
Nr. 1/2010 5
Physik iN ösTerreich<br />
WürdiGuNGsPreis für mediziN-PhysikeriN riTsch-mArTe<br />
Im Dezember wurde im Erzbischöflichen<br />
Palais in Wien der traditionelle<br />
Kardinal-Innitzer-Preis verliehen. Der<br />
Würdigungspreis des Kardinal-Innitzer-Studienfonds<br />
in der Kategorie Naturwissenschaft<br />
ging dabei an Monika<br />
Ritsch-Marte, die seit 2004 die Sektion<br />
für Biomedizinische Physik an der<br />
Medizinischen Universität Innsbruck<br />
leitet.<br />
Der Kardinal-Innitzer-Studienfonds<br />
wurde zur Förderung der Wissenschaft<br />
eingerichtet. Der von der Erzdiözese<br />
Wien verliehene und nach Kardinal<br />
Theodor Innitzer benannte Wissenschaftspreis<br />
wird in den Kategorien<br />
„Lebenswerk“, „Geisteswissenschaft“,<br />
„Naturwissenschaft“ und „Publizistik“<br />
6 Nr. 1/2010<br />
sowie an junge WissenschafterInnen<br />
als Förderpreis vergeben. Die Preisverleihung<br />
wurde, wie jedes Jahr, von<br />
Kardinal Dr. Christoph Schönborn,<br />
Erzbischof von Wien und Protektor<br />
des Kardinal-Innitzer-Fonds, im Rahmen<br />
einer feierlichen Vergabesitzung<br />
im Erzbischöflichen Palais in Wien<br />
vorgenommen.<br />
„Der Kardinal-Innitzer-Würdigungspreis<br />
für Naturwissenschaften ist eine große<br />
Ehre und eine Riesenfreude für mein<br />
Team und mich“, freut sich Medizin-<br />
Physikerin Ritsch-Marte und fühlt sich<br />
der Erzdiözese Wien zu großem Dank<br />
dafür verpflichtet, „dass sie Grundlagenforschung<br />
in unserem Land sichtbar<br />
macht“.<br />
ANWeNduNGsorieNTierTe<br />
GruNdlAGeNforschuNG<br />
Ritsch-Marte wurde 1961 in Höchst,<br />
Vorarlberg geboren und studierte<br />
Theoretische Physik in Innsbruck und<br />
Quantenoptik an der Universität von<br />
Waikato in Neuseeland. Zahlreiche<br />
Studien- und Auslandsaufenthalte<br />
führten die Physikerin unter anderem<br />
nach Schottland, Australien, Italien,<br />
Finnland und die USA. Mit einem<br />
Charlotte-Bühler-Stipendium des Wissenschaftsfonds<br />
(FWF) habilitierte<br />
sich Ritsch-Marte 1995 in Innsbruck<br />
auf dem Gebiet der Theoretischen<br />
Quantenoptik und forschte dann in der<br />
Arbeitsgruppe von Prof. Peter Zoller.<br />
Seit 1998 hält sie eine Professur für<br />
Medizinische Physik an der Universität<br />
Innsbruck bzw. leitet seit 2004 die Sektion<br />
für Biomedizinische Physik an der<br />
Medizinischen Universität Innsbruck.<br />
Der Tätigkeitsbereich der Medizin-<br />
Physikerin ist breit gefächert. Mit dem<br />
Ziel der Entwicklung neuer optischer<br />
Methoden und Technologien in Medizin<br />
und Zellbiologie betreibt Ritsch-<br />
Marte mit ihrer, gemeinsam mit ao.<br />
Univ.-Prof. Stefan Bernet gegründeten<br />
Arbeitsgruppe „Biomedizinische Laseranwendungen“,<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung. So arbeitet Prof.<br />
Ritsch-Marte an der Realisierung von<br />
„Mikro-Werkzeugen aus reinem Licht“,<br />
wie etwa der holografischen Laser-Pinzette.<br />
Durch die Ausnutzung mechanischer<br />
Lichteffekte können Mikro- und<br />
Nano-Objekte oder lebende Zellen mit<br />
Hilfe von Laserlicht eingefangen, bewegt<br />
oder im Raum für weitere Untersuchungen<br />
festgehalten werden. Auch<br />
auf dem Gebiet der so genannten<br />
CARS-Mikroskopie, einer Methode der<br />
nichtlinearen Optik, die bestimmte chemische<br />
Stoffe, durch ein Wechselspiel<br />
von Laserpulsen verschiedener Frequenz<br />
mit den Schwingungszuständen<br />
des ausgewählten Molekültyps gezielt<br />
zum Leuchten bringen kann, hat die<br />
vielfach ausgezeichnete Physikerin,<br />
die in den Jahren 2007 und 2008 als<br />
erste Frau das Amt der Präsidentin der<br />
Österreichischen Physikalischen Gesellschaft<br />
inne hatte, innovative Beiträge<br />
geleistet.
Physik iN ösTerreich<br />
eu-ToP-förderuNG für moNikA riTsch-mArTe<br />
Monika Ritsch-Marte, Direktorin der<br />
Sektion für Biomedizinische Physik<br />
der Medizinischen Universität Innsbruck<br />
und Vizepräsidentin der Österreichsichen<br />
Physikalischen Geselllschaft,<br />
erhält für ihr Forschungsprojekt<br />
im Bereich der Holografischen Mikroskopie<br />
einen der hoch dotierten<br />
„Advanced Grants“ des Europäischen<br />
Forschungsrats (ERC). Damit ist die<br />
biomedizinische Physikerin eine der<br />
wenigen Wissenschafterinnen in Österreich,<br />
die diese prestigeträchtige<br />
Auszeichnung bekommt.<br />
Mit den 2009 zum zweiten Mal ausgeschriebenen<br />
„Advanced Grants“ - dem<br />
„Flaggschiff-Programm“ des Europäischen<br />
Forschungsrates (European<br />
Research Council) - fördert die EU im<br />
7. Rahmenprogramm hochklassige<br />
und innovative Grundlagenforschung<br />
mit ausgeprägtem „frontier research“-<br />
Charakter. Die Zielgruppe bilden SpitzenforscherInnen<br />
jeder Nationalität in<br />
einem EU-Mitgliedsstaat oder einem<br />
assoziierten Land, welche in den letzten<br />
zehn Jahren in ihrem Fachgebiet<br />
international herausragende Leistungen<br />
erbracht haben müssen. Deren<br />
anspruchsvolle Forschungsprojekte<br />
sind auf fünf Jahre ausgelegt und werden<br />
mit bis zu zweieinhalb Millionen<br />
Euro dotiert. Den ausgewählten Forscherpersönlichkeiten<br />
wird bei Förderung<br />
ein besonders hoher Freiraum<br />
zur Verwirklichung ihrer Visionen zugestanden.<br />
Alleiniges Auswahlkriterium<br />
für die Förderentscheidung des mit<br />
renommierten ExpertInnen besetzten,<br />
internationalen Gutachtergremiums ist<br />
die wissenschaftliche Exzellenz.<br />
Nach der aktuellen zweiten Ausschreibungsrunde<br />
der „Advanced Grants“, in<br />
der sich knapp 1.600 Forscher, darunter<br />
rund 40 aus Österreich, in den Bereichen<br />
„Physik und Technologie“ (736<br />
Anträge), „Lebenswissenschaften und<br />
Medizin“ sowie „Sozial- und Geisteswissenschaften“<br />
beworben hatten,<br />
ist Prof.in Monika Ritsch-Marte nun<br />
eine der sieben FördernehmerInnen<br />
in Österreich - die Erfolgsrate lag, wie<br />
im vergangene Jahr, bei nur etwa 12<br />
Prozent.<br />
„for excePTioNAl reseArch<br />
leAders oNly“<br />
catchIT (Coherently Advanced Tissue<br />
and Cell Holographic Imaging and<br />
Trapping) nennt sich das erfolgreiche<br />
Projekt von Monika Ritsch-Marte, das<br />
mit Hilfe von hoch auflösenden Miniatur-LCD-Bildschirmen<br />
mit Millionen<br />
von einzeln programmierbaren Pixeln<br />
kleine „Mikrowerkzeuge aus reinem<br />
Licht“ erzeugen kann, also Lichtmuster,<br />
die zu Förderbändern, Pumpen,<br />
Streckbänken und Teilchensortierern<br />
für mikroskopisch kleine Teilchen werden.<br />
„Auch Anwendungen im spannenden,<br />
derzeit hochaktiven Lab-ona-Chip<br />
und Microfluidik-Bereich sind<br />
möglich“, eröffnet Ritsch-Marte. Solche<br />
Bildschirme können außerdem<br />
auch in der Mikroskopie neue Technologien<br />
erschließen: Die Klassiker der<br />
Lichtmikroskopie (Kontrastverstär-<br />
kung nach Zernike oder Nomarski)<br />
lassen sich auf Knopfdruck über das<br />
Bild auf dem Mikro-LCD einstellen -<br />
und der Fantasie sind keine Grenzen<br />
gesetzt, was die Erfindung gänzlich<br />
neuer Kontrastverfahren betrifft.<br />
Eines der ehrgeizigsten Ziele des<br />
ERC-Projektes ist die Hypothese,<br />
dass holografisch erzeugte Lichtkräfte<br />
zur Untersuchung von Chromosomen<br />
eingesetzt werden und damit einen<br />
ganz eigenen Beitrag zum Verständnis<br />
des menschlichen Genoms leisten<br />
können. Unter anderem soll das<br />
Fra(X)-Syndrom, das sich durch eine<br />
zerbrechliche Stelle auf dem X-Chromosom<br />
auszeichnet, mit Lichtkräften<br />
mechanisch getestet werden.<br />
Das Team von Ritsch-Marte wird mit<br />
Kollegen aus dem Ausland (Paris und<br />
Twente), aber auch mit lokalen Part-<br />
nern zusammenarbeiten. „Speziell<br />
was die DNA- und Chromosomen-<br />
Untersuchungen betrifft, ist eine enge<br />
Zusammenarbeit mit den lokalen Experten<br />
Prof. Johannes Zschocke (Direktor<br />
der Sektion für Klinische Genetik)<br />
und Prof. Florian Kronenberg<br />
(Direktor der Sektion für Genetische<br />
Epidemiologie) geplant“, so die erfolgreiche<br />
Physikerin.<br />
GruNdlAGeNforscheriN miT<br />
GesPür für iNNovATioNeN<br />
Univ.-Prof.in Monika Ritsch-Marte<br />
wurde 1961 in Höchst, Vorarlberg<br />
geboren und studierte Theoretische<br />
Physik in Innsbruck und Quantenoptik<br />
an der Universität von Waikato in Neuseeland.<br />
Zahlreiche Studien- und Auslandsaufenthalte<br />
führten die Physikerin<br />
unter anderem nach Schottland,<br />
Australien, Italien, Finnland und die<br />
USA. Seit 1998 hält sie eine Professur<br />
für Medizinische Physik an der Universität<br />
Innsbruck bzw. leitet seit 2004<br />
die Sektion für Biomedizinische Physik<br />
an der Medizinischen Universität<br />
Innsbruck. Der Tätigkeitsbereich der<br />
Medizin-Physikerin ist breit gefächert.<br />
Mit dem Ziel der Entwicklung neuer<br />
optischer Methoden und Technologien<br />
in Medizin und Zellbiologie betreibt<br />
Ritsch-Marte mit ihrer, gemeinsam mit<br />
ao. Univ.-Prof. Stefan Bernet gegründeten<br />
Arbeitsgruppe anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung und<br />
konnte auf diesem Weg bereits große<br />
internationale Anerkennung und einige<br />
Patente einfahren. Neben dem<br />
holografischen Bereich hat das Team<br />
um Ritsch-Marte aber auch auf dem<br />
Gebiet der so genannten CARS-Mikroskopie<br />
- einer Methode der nichtlinearen<br />
Optik, die bestimmte chemische<br />
Stoffe durch ein Wechselspiel<br />
von Laserpulsen verschiedener Frequenz<br />
mit den Schwingungszuständen<br />
des ausgewählten Molekültyps<br />
gezielt zum Leuchten bringen kann<br />
- innovative Beiträge geleistet. Die<br />
vielfach ausgezeichnete Physikerin ist<br />
außerdem Kardinal-Innitzer-Preisträgerin<br />
und war in den Jahren 2007 und<br />
2008 die erste Frau, die der Österreichischen<br />
Physikalischen Gesellschaft<br />
als Präsidentin vorstand.<br />
Nr. 1/2010 7
Physik iN ösTerreich<br />
iNNsbrucker Physiker schickeN<br />
ATome Auf die WANderschAfT<br />
Eine Zufallsbewegung mit bis zu 23<br />
Schritten haben Physiker um Christian<br />
Roos und Rainer Blatt vom Institut für<br />
Quantenoptik und Quanteninformation<br />
der Österreichischen Akademie der<br />
Wissenschaften in einem Quantensystem<br />
realisiert. Es ist das erste Mal,<br />
dass ein solcher Quantenzufallsprozess<br />
mit gefangenen Ionen in diesem<br />
Detail demonstriert wurde.<br />
Ein Wanderer muss sich an jeder<br />
Wegkreuzung für einen der möglichen<br />
Wege entscheiden. Die Summe dieser<br />
Entscheidungen führt ihn schließlich<br />
an sein Ziel. Hat der Wanderer seine<br />
Landkarte verloren, muss er die Entscheidungen<br />
zufällig treffen und mehr<br />
oder weniger lange nach seinem Ziel<br />
suchen. Die Wissenschaft spricht dann<br />
von einer Zufallsbewegung. Solchen<br />
Bewegungen („random walks“) begegnet<br />
man in Mathematik und Physik<br />
ständig. So hat etwa der schottische<br />
Botaniker Robert Brown 1827 entdeckt,<br />
dass Pollenkörner auf Wassertropfen<br />
unregelmäßig zuckende Bewegungen<br />
machen. Ursache dafür sind<br />
die zufälligen Bewegungen der Wassermoleküle<br />
– ein Phänomen, das die<br />
Wissenschaft heute Brown’sche Mo-<br />
8 Nr. 1/2010<br />
QuANTeNirrfAhrT im lAbor<br />
lekularbewegung nennt. Ein anderes<br />
Beispiel ist das Galton-Brett, mit dem<br />
Schulkindern die Binomialverteilung<br />
veranschaulicht wird. Hier werden Kugeln<br />
über ein Brett voll Nägeln gerollt.<br />
An jedem Nagel muss sich eine Kugel<br />
entscheiden, ob sie links oder rechts<br />
vom Nagel vorbeirollt.<br />
ATom mAchT<br />
„QuANTeNsPAzierGANG“<br />
Dieses Prinzip der Zufallsbewegung<br />
haben die Innsbrucker Forscher nun<br />
in die Quantenwelt übertragen und ein<br />
Atom zum „quantum walk“ animiert:<br />
„Wir fangen ein einzelnes geladenes<br />
Atom in einer elektromagnetischen Ionenfalle<br />
und kühlen es in seinen Grund-<br />
zustand“, erklärt Christian Roos vom<br />
Institut für Quantenoptik und Quanteninformation<br />
(IQOQI). „Dann bringen wir<br />
das Teilchen in eine quantenmechanische<br />
Überlagerung aus zwei inneren<br />
Zuständen und schicken das Atom auf<br />
Wanderschaft.“ Die beiden inneren Zustände<br />
entsprechen der Entscheidung<br />
des Wanderers, nach links oder nach<br />
rechts zu gehen. Anders als der Wanderer<br />
muss sich das Atom aber nicht<br />
wirklich entscheiden, wohin es gehen<br />
will. Denn durch die Überlagerung der<br />
beiden Zustände liegen beide Möglichkeiten<br />
gleichzeitig vor. „Abhängig vom<br />
inneren Zustand bewegen wir das Ion<br />
dann nach links und rechts“, erläutert<br />
Christian Roos. „ Dabei werden die<br />
Bewegungszustände des Ions mit seinen<br />
inneren Zuständen verschränkt.“<br />
Nach jedem Schritt verändern die Experimentalphysiker<br />
mit einem Radiofrequenzpuls<br />
die Überlagerung der<br />
inneren Zustände und bewegen – je<br />
nach Ergebnis – das Ion erneut nach<br />
links und rechts. Bis zu 23 Mal können<br />
sie diesen vom Zufall gesteuerten<br />
Vorgang wiederholen und so Daten<br />
darüber sammeln, wie sich Quantenzufallsprozesse<br />
verhalten. Durch die<br />
Verwendung eines zweiten Ions haben<br />
die Wissenschaftler das Experiment<br />
auch noch erweitert: Dann erhält das<br />
wandernde Ion eine dritte Möglichkeit,<br />
es kann sich dann entscheiden zwischen<br />
links gehen, rechts gehen und<br />
einfach stehen bleiben.<br />
PhäNomeNe der NATur besser<br />
versTeheN<br />
Die statistische Auswertung von zahlreichen<br />
solchen Durchläufen bestätigt,<br />
dass sich Quantenzufallsprozesse anders<br />
verhalten als klassische Zufallsbewegungen.<br />
Während sich zum Beispiel<br />
beim Galton-Brett die Kugeln statistisch<br />
nur langsam vom Ausgangspunkt<br />
wegbewegen, zeigen Quantenteilchen<br />
einen regelrechten Fluchtreflex auf ihren<br />
Irrfahrten. Sie entfernen sich statistisch<br />
sehr rasch von ihrem Ursprung.<br />
Anwendung finden solche Experimente,<br />
die in ähnlicher Weise auch<br />
in Bonn, München und Erlangen mit<br />
Atomen, Ionen und Photonen durchgeführt<br />
worden sind, einerseits bei der Untersuchung<br />
von Naturphänomenen. So<br />
vermutet die Forschung zum Beispiel,<br />
dass der Energietransport in Pflanzen<br />
durch solche Quantenzufallsprozesse<br />
sehr viel effizienter als auf klassische<br />
Weise funktioniert. Andererseits gilt<br />
ein solches Quantenzufallsregime<br />
auch als mögliches Modell für einen<br />
Quantencomputer, auf dem universelle<br />
Probleme gelöst werden können. So<br />
könnte etwa die Leistungsfähigkeit von<br />
Suchalgorithmen durch die gleichzeitige<br />
Wahl von allen möglichen Wegen<br />
dramatisch gesteigert werden.<br />
Unterstützt wurden die Forscher bei<br />
diesem Experiment vom österreichischen<br />
Wissenschaftsfonds FWF<br />
und der Europäischen Kommission.
Physik PhysikGeschichTe<br />
iN ösTerreich<br />
euroPäischer fAchbesuch Am 3. sePTember 2009 im<br />
vicTor-frANz-hess-lAborATorium für sTrAhluNGsforschuNG<br />
Anlässlich der ersten gemeinsamen<br />
Jahrestagung der Österreichischen<br />
Physikalischen Gesellschaft (ÖPG)<br />
und der Schweizer Physikalischen<br />
Gesellschaft (SPS) vom 2. bis 4.<br />
September 2009 in Innsbruck, besuchten<br />
einige wetterfeste Mitglieder<br />
des Board of the History of Physics<br />
(HoP) Group of the European <strong>Physical</strong><br />
<strong>Society</strong> (EPS) mit mir und dem<br />
Doktoranden Patrick Jussel, den uns<br />
Frau Univ.-Prof. Dr. Sabine Schindel<br />
als orts- und fachkundigen Begleiter<br />
bereitgestellt hatte, das Victor-Franz-<br />
Hess-Laboratorium am Hafelekar.<br />
Damit sollte die EPS auf dieses weltweit<br />
einzigartige Laboratorium für<br />
die Erforschung kosmischer Strahlung<br />
aufmerksam gemacht werden.<br />
Ein Labor, das Victor Franz Hess mit<br />
bescheidenen Mitteln 1931 ins Leben<br />
gerufen hatte, das durch all die<br />
Jahre nahezu ohne Unterbrechung<br />
weitergeführt wurde und das die<br />
Hochenergie-Physikgruppe der Uni-<br />
Am hAfelekAr iN 2300 m höhe<br />
versität Innsbruck heute betreibt, um,<br />
wie viele weitere Observatorien rund<br />
um die Welt, Daten zur kosmischen<br />
Strahlung aufzuzeichnen. Eine weitere<br />
Absicht war, in der EPS-Gruppe<br />
zu überlegen, wie die Universität Innsbruck<br />
unterstützt werden könnte,<br />
dieses Laboratorium so weit zu renovieren,<br />
dass es auch in Hinkunft<br />
für Forschungsarbeiten verwendet<br />
werden kann, aber auch für Wissenschaftstouristen<br />
aus aller Welt ein<br />
anziehendes Ausflugsziel wird.<br />
Denken wir an die Monte-Rosa-Hütte<br />
des Schweizerischen Alpenclubs<br />
(SAC) bei Zermatt, welche die Eidgenössische<br />
Technische Hochschule<br />
(ETH) Zürich im Rahmen ihrer 150-<br />
Jahr-Feiern als autarkes Bauwerk<br />
im alpinen Raum entwickelt hat.<br />
Ein Projekt, das Vertreter so vieler<br />
Departements und Abteilungen der<br />
Hochschule zusammengeführt hat<br />
wie kein anderes vor ihm. Eine Er-<br />
folgsgeschichte, welche die Schweizer<br />
Gebirgswelt mit Hightech und<br />
Nachhaltigkeit verknüpft, und das in<br />
diesem Jahr auf Wanderausstellungen<br />
gezeigt wird, die im August 2010<br />
bis zur Weltausstellung in Shanghai<br />
führen werden.<br />
Ist es nicht eine einmalige Chance,<br />
unser einziges derartige Observatorium<br />
in Österreich für die Nachwelt<br />
zu bewahren, ein noch funktionstüchtiges<br />
Forschungslabor, das übrigens<br />
den Eindruck erweckt, als wäre unser<br />
weltberühmter Nobelpreisträger Hess<br />
nach seinen Messungen gerademal<br />
kurz vor die Tür an die frische Bergluft<br />
hinausgegangen?<br />
Peter Maria Schuster, Vorsitzender<br />
der ÖPG Sektion GEP und Chair der<br />
EPS HoP Group<br />
Nr. 4/2009 9
PhysikGeschcihTe<br />
NeuTroNeNiNTerferomeTrie: fAkTeN uNd ANekdoTeN<br />
helmuT rAuch<br />
Es wird eine kurze Darstellung der<br />
Entwicklung und des derzeitigen<br />
Standes der Neutroneninterferometrie<br />
gegeben<br />
Vorgeschichte:<br />
In den Sechzigerjahren hatte ich die<br />
Gelegenheit mit Professor Gustav<br />
Ortner das Münchner „Atomei“ zu<br />
besuchen, wo uns Professor Heinz<br />
Maier-Leibnitz und seine Mitarbeiter<br />
unter anderem erzählten wie<br />
man dort mit Hilfe eines Schltz-Prismen-Interferometers<br />
versuchte ein<br />
10 Nr. 1/2010<br />
detector<br />
funktionsfähiges Interferometer für<br />
Neutronen zu erproben. Wegen der<br />
geringen Strahlseparation von wenigen<br />
Mikrometern blieb der Erfolg allerdings<br />
bescheiden. Etwa zur gleichen<br />
Zeit publizierten Ulrich Bonse<br />
und Michael Hart ein Interferometer<br />
für Röntgenstrahlen welches auf<br />
Bragg-Reflexionen an einem monolithisch<br />
geformten Silizium Perfektkristall<br />
beruhte und eine weite<br />
Strahlseparation von einigen Zentimetern<br />
erlaubte. Klar erkennbar war<br />
dabei, dass die ungestörte periodische<br />
Anordnung der Siliziumatome<br />
über den gesamten Kristall hinweg<br />
interferometer<br />
X-ray system<br />
Graphite monochromator<br />
Abb.1: Ursprünglicher Aufbau des Neutroneninterferometers am TRIGA Reaktor in<br />
Wien<br />
der entscheidende Faktor war um<br />
eine kohärente Strahlteilung, Reflexion<br />
und Superposition der Strahlen<br />
zu gewährleisten. Aufbauend<br />
auf unseren Erfahrungen mit der<br />
Realisierung des Nachweises der<br />
Beugung thermischer Neutronen an<br />
einem Strichgitter machten wir uns<br />
daran die Bonse-Hart Technik auf<br />
Neutronen zu übertragen, wobei wir<br />
uns zunächst die Dynamische Beugungstheorie<br />
in vielen Seminarstunden<br />
aneignen mussten. Zu diesem<br />
Verständnis trugen Dietmar Petrascheck,<br />
Ewald Balcar, Peter Skalitzky<br />
und Martin Suda wesentlich bei.<br />
Bald fand sich auch ein Dissertant,<br />
Wolfgang Treimer von der Universität<br />
Wien, der sich der Realisierung<br />
eines Bonse-Hart Interferometers für<br />
Neutronen widmete.<br />
entwicklungsphase:<br />
1971 getraute man sich beim Fonds<br />
zur Förderung der wissenschaftlichen<br />
Forschung ein Projekt einzureichen,<br />
das die Realisierung eines<br />
Perfektkristall-interferometers zum<br />
Ziel hatte (Projekt Nr. 1178). Ein<br />
Rohling eines Silizium Perfektkristalls<br />
wurde von der Firma Wacker-<br />
Chemitronik in Burghausen/Bayern<br />
beschafft und am Institut wurde eine<br />
Diamantsäge angeschafft und Erwin<br />
Seidl sowie Wolfgang Treimer<br />
gingen daran die bekannte E-Form<br />
herauszusägen. Naturgemäß gab es<br />
dabei zunächst einige Fehlschläge<br />
aber inklusive der Ratschläge von<br />
Ulrich Bonse gelang es dann doch<br />
einen geeignet geschnittenen Kristall<br />
herzustellen und gezielt zu ätzen<br />
um sämtliche Verspannungen<br />
zu beseitigen. Dieser Kristall wurde<br />
anschließend bei Professor Ulrich<br />
Bonse in Dortmund mit Röntgenstrahlen<br />
getestet und zumindest für<br />
diese Strahlung als Interferometer<br />
geeignet befunden. Parallel dazu<br />
wurde am TRIGA Reaktor in Wien ein<br />
improvisierter Aufbau geschaffen um<br />
mit monochromatischen Neutronen<br />
die Interferenzfähigkeit zu testen.<br />
Diesen Aufbau als Spektrometer zu<br />
bezeichnen wäre gewagt, aber wie<br />
sich herausstellte erfüllte er die gewünschten<br />
Anforderungen (Abb.1).<br />
Um allen Zweifel aus dem Weg zu<br />
gehen wurde auch ein Röntgenspektrometer<br />
installiert um parallel
zu den Neutronen auch Röntgeninterferenzen<br />
beobachten zu können.<br />
Während der gesamten Aufbauphase<br />
gab es immer wieder Bedenken<br />
ob sich der Kristall gegenüber Neutronen<br />
wohl ähnlich verhalten würde<br />
wie gegenüber Röntgenstrahlen<br />
zumal im Rahmen der dynamischen<br />
Beugungs-theorie essentielle Unterschiede<br />
zu Tage traten. So sind<br />
bei Neutronen infolge der relativ<br />
geringen Absorption im Kristall immer<br />
zwei Wellenfelder angeregt die<br />
stetig miteinender interferieren und<br />
ein kompliziertes und fein strukturiertes<br />
Beugungsmuster verursachen<br />
welches für Röntgenstrahlen<br />
in der Form nicht existiert. Und natürlich<br />
wurde darüber viel diskutiert<br />
wie Materieteilchen eine solche<br />
„Tortur“ der Strahlteilung mitmachen<br />
würden. Der Optimismus obsiegte<br />
dennoch und am 11. Jänner 1974<br />
konnte Wolfgang Treimer melden,<br />
dass Interferenzoszillationen beim<br />
Drehen eines Phasenschiebers beobachtet<br />
wurden (Abb.2). Ein großer<br />
Erfolg, der allerdings zunächst nicht<br />
als solcher erkannt wurde, eher dahingehend,<br />
dass nun die Dissertation<br />
Treimer gerettet sei. Es folgten<br />
weitere Messungen mit ähnlichen<br />
Resultaten was schließlich zur entscheidenden<br />
Publikation führte.<br />
Folgen:<br />
Professor Heinz Maier-Leibnitz den<br />
diese Entwicklung sehr interessierte<br />
und der zu dieser Zeit Direktor des<br />
Abb.2: First observed neutron interferences.<br />
Instituts Laue-Langevin (ILL) in Grenoble<br />
war lud uns, d.h. die Gruppe<br />
Professor Bonse in Dortmund und<br />
unsere Gruppe aus Wien, ein das<br />
Interferometer am Hochflussreaktor<br />
in Grenoble aufzubauen. Wir erachteten<br />
das als großes Entgegenkommen<br />
und begannen den Aufbau an<br />
einem thermischen Neutronenleiter<br />
des Hochflussreaktors, wobei wir<br />
wieder Neutronen und Röntgenstrahlen<br />
parallel nutzen wollten. Zu unserer<br />
großen Überraschung konnten<br />
Physik PhysikGeschcihTe<br />
iN iN ösTerreich<br />
wir trotz großer Bemühungen zwar<br />
Röntgen- aber keine Neutroneninterferenzen<br />
beobachten und zogen<br />
uns den Hohn etlicher Kollegen über<br />
unsere früheren Messungen in Wien<br />
zu. Des Rätsels Lösung beschreibe<br />
ich im nächsten Abschnitt. Sobald<br />
das Rätsel gelöst und die Probleme<br />
behoben waren konnten gemeinsam<br />
mit Gerald Badurek, Anton Zeilinger<br />
und etlichen Dissertanten entscheidende<br />
Messungen am ILL durchführt<br />
werden, wobei besonders erwähnt<br />
Abb.3: Schematische Darstellung des Interferenzvorganges als Cartoon (nach Charles Addams, The New Yorker Magazin 1940)<br />
und als Teilchen-Welle Dualismus.<br />
PhysikGeschichTe<br />
Physik iN ösTerreich<br />
seien: die 4π-Symmetrie von Spinor-<br />
Wellenfunktionen, die Spin-Superposition,<br />
der magnetische Josephson<br />
Effekt, Berry-Phasen und neuerdings<br />
Verschränkungsmessungen<br />
zwischen verschiedenen Freiheitsgraden<br />
zum Nachweis der Quanten-Kontextualität.<br />
Die gesamte Zeit<br />
begleitete uns die Konkurrenz einer<br />
amerikanischen Gruppe um Sam<br />
Werner in Columbia Missouri und<br />
später am NIST in Gaithersburg die<br />
sich speziell mit dem Einfluss der<br />
Gravitation beschäftigte und damit<br />
auf die enorme Empfindlichkeit<br />
neutroneninterferometrischer Messungen<br />
aufmerksam machte. Aus<br />
der Konkurrenz wurde allmählich<br />
eine enge Zusammenarbeit die dann<br />
in einem einschlägigen Buch ihren<br />
Niederschlag fand. Derzeit benutzte<br />
Interferometerformen und den Experimentieraufbau<br />
S18 am ILL in<br />
Grenoble zeigt Abb.4. Die Neutroneninterferometrie<br />
entwickelte sich<br />
im Laufe der Jahrzehnte zu einer<br />
etablierten Methode quantenmechanischer<br />
Grundlagenforschung und<br />
als Basis für die später entwickelten<br />
Methoden der Quantenoptik mit<br />
Atomen, Molekülen und Cluster.<br />
12 Nr. 1/2010<br />
anekdote:<br />
Als zentrale Anekdote ist wohl die<br />
Situation zu berichten als wir am Institut<br />
Laue Langevin versuchten das<br />
Interferometer am Hochflussreaktor<br />
in Grenoble in Betrieb zu nehmen.<br />
Es zeigten sich die Röntgeninterferenzen<br />
aber trotz monatelangem<br />
Bemühen keine Neutroneninterferenzen<br />
und die Kollegen von den<br />
Nachbarexperimenten begannen<br />
unsere Messungen in Wien ernsthaft<br />
anzuzweifeln. Die obskursten Vermutungen<br />
wurden diskutiert, wie Neutronen<br />
hinter einem Neutronenleiter<br />
verlieren ihre Kohärenz, der höhere<br />
Neutronenfluss verursacht Gitterverzerrungen,<br />
die Eigenfrequenzen der<br />
Kristallplatten stören oder die Ausrichtung<br />
des Interferometers in Bezug<br />
zur Erdrotation ist ungünstig etc.<br />
Es blieb uns nichts anderes übrig als<br />
die gesamte Apparatur wieder nach<br />
Wien zu transportieren und am TRI-<br />
GA Reaktor auszubauen und siehe<br />
da es konnten sowohl Röntgen- als<br />
auch Neutroneninterferenzen beobachtet<br />
werden, was zumindest die<br />
wissenschaftliche Ehre zu retten<br />
vermochte. Was aber ist in Grenoble<br />
anders? Mehr zufällig als systematisch<br />
begann man auch über den Einfluss<br />
sehr niederfrequenter Schwingungen<br />
im Bereich einiger bis 100<br />
Hertz nachzudenken, d.h. Schwingungen<br />
für die man selbst und auch<br />
die üblichen Vibrationsmessgeräte<br />
Abb.4: Verschiedene Perfektkristallinterferometer und der<br />
Experimentieraufbau S18 am ILL in Grenoble.<br />
ziemlich unempfindlich sind. Eine<br />
einfache Überlegung ergab dann,<br />
dass solche Vibrationen das Interferometer<br />
als Ganzes während der<br />
Flugzeit der Neutronen durch das<br />
Interferometer (≈ 20 µs) um etwa<br />
eine Gitterebene verschieben kann,<br />
ein Effekt der offensichtlich für Röntgenstrahlen<br />
nicht existiert. Derartige<br />
niederfrequente Gebäudeschwingungen<br />
waren am TRIGA Reaktor<br />
gering, zumal es damals glücklicherweise<br />
noch keine Autobahn und U-<br />
Bahn in der Nähe gab, aber derartige<br />
Schwingungen waren am Hochflussreaktor<br />
in Grenoble deutlich größer,<br />
last but not least wegen der starken<br />
Kühlpumpen des Hochflussreaktors<br />
und der umgebenden Autobahnen.<br />
Mit entsprechender Schwingungsdämpfung<br />
konnte das Problem auch<br />
in Grenoble beseitigt werden und<br />
Interferenzkontraste bis zu 95% erreicht<br />
werden. Im Nachhinein stellt<br />
man sich selbst die Frage wie hätte<br />
man reagiert hätte man mit den Messungen<br />
sofort am Hochflussreaktor<br />
begonnen? Sehr wahrscheinlich hätte<br />
man einen guten Grund gefunden<br />
warum Interferometrie mit Neutronen<br />
nicht funktioniert und hätte das wohl<br />
auch publiziert. Zum Glück kam es<br />
anders, was zeigt dass auch Experimente<br />
in kleinem Rahmen die Wissenschaft<br />
voranbringen können.
Call�for�applications�to�the��<br />
"Vienna�Doctoral�Program�on�Complex�Quantum�Systems"�<br />
sTelleNAusschreibuNG<br />
The�Vienna�Doctoral�Program�on�Complex�Quantum�Systems�calls�for�applications�to�the�<br />
doctoral�program�in�experimental�and�theoretical�quantum�physics.�Research��opportunities�<br />
are�in�the�fields�of��<br />
�<br />
� Atomic,�molecular�&�optical�quantum�physics�<br />
� Fundamental�tests�of�physics�<br />
� Quantum�information,�communication�&�cryptography�<br />
� Matter�wave�interferometry�with�atoms,�molecules�and�large�clusters�<br />
� Quantum�technology�on�the�nanoscale�<br />
� Quantum�physics�in�solids�&�semiconductor�nanostructures�<br />
� Cold�quantum�gases�&�atom�chips�<br />
� Entanglement�of�massive�particles���<br />
� Strongly�correlated�quantum�systems�<br />
�<br />
Both� participating� universities� aim� at� increasing� the� percentage� of� female� researchers.�<br />
Female� graduate� students� are� therefore� explicitly� encouraged� to� apply.� Details� of� the�<br />
research� possibilities� and� application� formalities� and� requirements� within� this� doctoral�<br />
program�are�described�on�our�web�site:�www.CoQuS.at�<br />
�<br />
All�applications�should�follow�the�application�information�on�the�website�and�then�be�sent�<br />
to:�canan.goeser@univie.ac.at�<br />
�<br />
�<br />
Contact:�<br />
Ms.�Canan�GÖSER�<br />
University�of�Vienna/Faculty�of�Physics�<br />
Quantum�Optics,�Quantum�Nanophysics�&�Quantum�Information�<br />
Boltzmanngasse�5,�A�1090�Vienna,�Austria�<br />
Phone:�+43�1�4277�51277�<br />
Fax:�+43�1�4277�9512�<br />
Nr. 1/2010 13
ProJekTe Physik iN ösTerreich<br />
In den Kuratoriumssitzungen der<br />
letzten Monate wurden folgende<br />
Projekte aus den physikalischen<br />
Wissenschaften bewilligt:<br />
Klassische u. Quanten-kosmolog.<br />
topolog. massive Gravitation<br />
Projektleiter: Daniel Grumiller<br />
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien<br />
Inst. f. Theoret. Physik, TU Wien<br />
Metallcluster in einer Quantenmatrix<br />
Projektleiter: Eckhard Krotscheck<br />
Altenbergerstraße 69, 4040 Linz<br />
Inst. f. Theoretische Physik, Uni. Linz<br />
Synchrotron-Mikro-XRF Imaging<br />
von menschlichen Knochen<br />
Projektleiter: Christina Streli<br />
Stadionallee 2, 1020 Wien, TUWien<br />
Ludwig Boltzmann Inst. für Osteologie<br />
Elektronenmikroskopische Detektion<br />
von Partikelplasmonen<br />
Projektleiter: Harald Ditlbacher<br />
Universitätsplatz 5, 8010 Graz<br />
Inst. f. Physik, Uni. Graz, Forschungsinstitut<br />
für Elektronenmikroskopie und<br />
Feinstrukturforschung, TUGraz<br />
Weiterführende Erforschung der<br />
Strahlenwirkung kleiner Dosen<br />
Projektleiter: Helmut Schöllnberger<br />
Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg,<br />
Deutschland, Inst. f. Physik und<br />
Biophysik, Uni. Salzburg<br />
Transformatorkern-Sättigung<br />
durch geomagnetischen Sturm<br />
Projektleiter: Helmut Pfützner<br />
Gußhausstraße 25-29, 1040 Wien<br />
Institut für Elektrische Mess- und<br />
Schaltungstechnik, TU Wien<br />
Spin-Selektiver Quantentransport<br />
durch Grenzschichten<br />
Projektleiter: Walter Pötz<br />
Universitätsplatz 5, 8010 Graz<br />
Institut für Theoretische Physik Abteilung<br />
für Vielteilchenphysik, TU Graz<br />
Black-hole-binary simulations and<br />
gravitational-wave astronomy<br />
Projektleiter: Mark Hannam<br />
Boltzmanngasse 5, 1090 Wien<br />
Gravitationsphysik, Uni. Wien<br />
Self-assembly scenarios in inverse<br />
patchy colloid systems<br />
Projektleiter: Emanuela Bianchi<br />
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien<br />
Inst. f. Theoretische Physik, TU Wien<br />
Quantenchromodynamik<br />
unter extremen Bedingungen<br />
Projektleiter: Anton Rebhan<br />
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien<br />
14 Nr. 1/2010<br />
Inst. f. Theoretische Physik, TU Wien<br />
Supraleiter ohne Inversionssymmetrie<br />
Projektleiter: Ernst Bauer<br />
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien,<br />
nst. f. Physikalische Chemie, Uni. Wien,<br />
Inst. f. Festkörperphysik, TU Wien<br />
Dirac Eigenmoden und Zentrumsvortices<br />
in SU(2) Gitter-QCD<br />
Projektleiter: Manfried Faber<br />
Wiedner Hauptstraße 8-10, 1040 Wien<br />
Atominstitut / Kernphysik, TU Wien<br />
Metal diolates as precursors towards<br />
hierarchically organized nanostructured<br />
materials - Novel synthesis protocols<br />
combined with in-situ-SAXS<br />
characterization techniques<br />
Projektleiter: Herwig Peterlik<br />
Strudlhofgasse 4, 1090 Wien<br />
Inst. für Festkörperphysik, Uni. Wien<br />
Aspekte der String/<br />
Eichtheorie Dualitat<br />
Projektleiter: Radoslav Rashkov<br />
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien<br />
Inst. f. Theoretische Physik, TU Wien<br />
Chirale Eigenschaften quarkyonischer<br />
Materie und Hadronen<br />
Projektleiter: Leonid Glozman<br />
Universitätsplatz 5, 8010 Graz<br />
Inst. f. Theoretische Physik, Uni. Graz<br />
Verschränkung in Vielteilchensystemen<br />
un der Teilchenphysik<br />
Projektleiter: Beatrix Cornelia Hiesmayr<br />
Boltzmanngasse 5, 1090 Wien<br />
Inst. f. Theoretische Physik, Uni. Wien<br />
Ionenstrahlinduzierte<br />
Nanodrahtsynthese<br />
Projektleiter: Alois Lugstein<br />
Floragasse 7, 1040 Wien<br />
Inst. f. Festkörperelektronik, TU Wien<br />
Erweiterte<br />
lierung von He Tröpfchen<br />
Model-<br />
Projektleiter: Andreas Mauracher<br />
Sepp-Gangl-Straße 2, 6300 Wörgl<br />
Department of Materials Science The<br />
Angström Laboratory, University of<br />
Uppsala<br />
Theory and Spectroscopy<br />
on functionalized graphene<br />
Projektleiter: Thomas Pichler<br />
Strudlhofgasse 4, 1090 Wien<br />
Inst. f. Experimentalphysik, Uni. Wien<br />
Ionenkühler zur selektiven optischen<br />
Filterung von Anionen<br />
Projektleiter: Oliver Forstner<br />
Strudlhofgasse 4, 1090 Wien, Insti. f.<br />
Experimentalphysik, Uni. Wien<br />
2D kinetische Untersuchungen<br />
der fusions Randplasmen<br />
Projektleiter: David Tskhakaya<br />
Technikerstr. 25, 6020 Innsbruck<br />
Institut für Theoretische Physik, Universität<br />
Innsbruck<br />
Computational Materials Laboratory<br />
Projektleiter: Georg Kresse<br />
Sensengasse 8, 1090 Wien<br />
Computational Materials Physics, Uni.<br />
Wien<br />
EuroGenesis_Supernova-produced<br />
radionuclides and trace-elements<br />
(CoDustMas)<br />
Projektleiter: Anton Wallner<br />
VERA-Laboratorium, Währingerstrasse<br />
17, 1090 Wien; Inst. f. Isotopenforschung<br />
und Kernphysik, Uni. Wien<br />
Role of the solvent in electron attachment<br />
to biomolecules<br />
Projektleiter: Violaine Vizcaino<br />
Technikerstr.25/3, 6020 Innsbruck,<br />
Inst. f. Ionenphysik und angewandte<br />
Physik, Uni. Innsbruck<br />
Amorphe Eisphasen und ihre Beziehung<br />
zu ultraviskosen Flüssigkeiten<br />
Projektleiter: Katrin Winkel<br />
Innrain 52 a, 6020 Innsbruck, Inst. f.<br />
Physikalische Chemie, Uni.Innsbruck<br />
Kinetische Untersuchungen der instationäre<br />
MPWT Schicht<br />
Projektleiter: Davy Tskhakaya<br />
Technikerstr. 25, 6020 Innsbruck<br />
Institut für Theoretische Physik, Universität<br />
Innsbruck<br />
Nano-Photovoltaik<br />
Projektleiter: Alexander Riss<br />
WiednerHauptstraße 8-10/137, 1040 Wien<br />
Department of Physics Condensed<br />
Matter Physics And Materials Science,<br />
University of California at Berkeley<br />
Grundlagen der zeitabhängigen<br />
Dichtefunktionaltheorie<br />
Projektleiter: Michael Ruggenthaler<br />
Wengerstrasse 1, 6382 Kirchdorf<br />
Department of Physics, University of<br />
Jyväskylä<br />
Stark korrelierte Zustände in<br />
quantenoptischen Systemen<br />
Projektleiter: Igor Mekhov<br />
Technikerstrasse 82/52, 6020 Innsbruck;<br />
Department of Physics, Harvard<br />
University<br />
Weiterentwicklung der Weitfeld<br />
CARS Mikroskopie<br />
Projektleiterin: Monika Ritsch-Marte,<br />
Department für Physiologie und Medizinische<br />
Physik, Med. Uni. Innsbruck
uNiversiTäT WieN, hisTorisch-kulTurWisseNschAfTliche fAkulTäT<br />
sTelleNAusschreibuNG<br />
in Zusammenarbeit mit den Fakultäten für Lebenswissenschaften, Mathematik, Philosophie/Bildungswissenschaft und<br />
Physik<br />
Das DK-plus-Programm „NATURWISSENSCHAFTEN IM HISTORISCHEN, PHILOSOPHISCHEN UND KULTURELLEN KONTEXT/THE<br />
SCIENCES <strong>IN</strong> HISTORICAL, PHILOSOPHICAL AND CULTURAL CONTEXTS“ vergibt zum 1. Oktober 2010 für die Dauer von bis zu 3,5<br />
Jahren<br />
a) bis zu 10 Doktoratsstellen (KollegiatInnenstellen im Angestelltenverhältnis), sowie<br />
b) bis zu 10 Positionen als Assoziierte des Programms (anderweitig unterstützte Beteiligte ohne Angestelltenverhältnis, mit<br />
Berechtigung zur Beanspruchung von Sachkosten).<br />
Die Universität Wien bietet in diesem Rahmen mithilfe einer Förderung durch den Fonds für wissenschaftlichen Forschung<br />
(FWF) in der Folge des Initiativkollegs „Naturwissenschaften im historischen Kontext“ ein Doktoratsstudium (Ph. D.- Program)<br />
für die Dauer von sechs Semestern (verlängerbar bei einsemestrigem Auslandsaufenthalt um ein weiteres Semester)<br />
in diesem Themenkreis an. Dieses neue international und interdisziplinär ausgerichtete Programm bietet ein strukturiertes<br />
Studienprogramm im Bereich „History, Philosophy and Cultural Studies of Science“ unter Beteiligung internationaler GastwissenschaftlerInnen.<br />
In diesem Rahmen werden Dissertationen durch WissenschaftshistorikerInnen bzw. WissenschaftsphilosophenInnen<br />
sowie NaturwissenschaftlerInnen bzw. MathematikerInnen gemeinsam betreut. Der Förderungszeitraum beträgt<br />
bis zu 3, im Falle eines Auslandssemesters 3,5 Jahre. Die durchgehende Teilnahme am Studienprogramm ist verpflichtend;<br />
daher ist der Wohnsitz der KollegiatInnen und Assoziierte Mitglieder des Programms in Wien zu nehmen. Die ein- oder mehrmalige<br />
Teilnahme an der jährlichen „Vienna International Summer University“ (zwei Wochen im Juli) ist ebenfalls Bestandteil<br />
des Studienprogramms.<br />
KollegiatInnen (Kategorie a) erhalten eine Anstellung an der Universität Wien nach Maßgabe des FWF und des Kollektivvertrags im Ausmaß<br />
von 30 Wochenstunden. Eine Einbindung in die Lehre ist ab dem zweiten Programmjahr möglich und wird zusätzlich zu vergüten sein. Kosten<br />
der Kranken- und Sozialversicherungen werden von der Universität Wien getragen. Eine Befreiung von allfälligen Studiengebühren, eine<br />
zusätzliche Unterstützung für KollegiatInnen im Falle von Kinderbetreuungspflichten sowie zusätzliche Unterstützungen für Sachausgaben<br />
inklusive evtl. notwendige Forschungs-, Vortrags- oder Tagungsreisen sind vorgesehen. Assoziierte des Programms (Kategorie b) erhalten<br />
im Rahmen des DK-plus-Programms keine Anstellung an der Universität Wien; sie können jedoch ein anderweitiges Beschäftigungsverhältnis<br />
– auch mit der Universität Wien – beibehalten oder aufnehmen. Assoziierte sind zur vollen Teilnahme am Curriculum verpflichtet und haben<br />
Anspruch auf Unterstützungen für Sachausgaben inklusive evtl. notwendige Forschungs-, Vortrags- oder Tagungsreisen.<br />
Aufnahmevoraussetzung: Abgeschlossenes Hochschulstudium (Magister/Diplom/Master, in Ausnahmefällen einschlägiger<br />
BA/BSc) in Geschichte, Philosophie, Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaftstheorie, oder in einem für das Programm<br />
relevanten natur- sozial- oder kulturwissenschaftlichen Fach bzw. Mathematik. Die Dissertationsthemen der Bewerberinnen/Bewerber<br />
sollen sich zumindest einem der Themenfelder des DK-plus-Programms zuordnen lassen. Nähere<br />
Informationen zum/zur Lehrkörper/Faculty und zum Curriculum des DK-plus-Programms sowie über die Themenfelder und mögliche<br />
Dissertationsthemen befinden sich auf der folgenden Webseite: http://dkplus-sciences-contexts.univie.ac.at/<br />
Informationen zur „Vienna International Summer University“ finden sich auf der Website:www.univie.ac.at/ivc/VISU.<br />
Bewerbungsunterlagen:<br />
Für eine Bewerbung um die Aufnahme in das DK-plus-Programm „Naturwissenschaften im historischen, philosophischen und kulturellen<br />
Kontext/The Sciences in Historical, Philosophical and Cultural Contexts“ sind folgende Unterlagen einzureichen:<br />
- ein kurzes Motivationsschreiben mit einer Begründung für die Bewerbung<br />
- ein tabellarischer Lebenslauf (CV)<br />
- eine Dokumentation der bisherigen Ausbildung und Kopien der erlangten Hochschulabschlüsse<br />
- ein Exposé des Forschungsvorhabens von maximal fünf Seiten mit Literaturangaben (bis maximal eine Seite)<br />
- zwei Empfehlungsschreiben, von denen eines in der Regel vom Betreuer/ von der Betreuerin der neuesten Abschlussarbeit sein sollte.<br />
Diese sind separat entweder per Post oder per E-mail innerhalb der Bewerbungsfrist an den Sprecher, o. Univ.-Prof. Dr. Mitchell Ash,<br />
einzusenden.<br />
Bewerbungen um KollegiatInnenstellen (Kategorie a) und um Assoziiertenpositionen (Kategorie b) müssen mit den gleichen Unterlagen eingereicht<br />
werden. BewerberInnen um Stellen der Kategorie a können Positionen der Kategorie b angeboten werden.<br />
Bewerbungsfrist: Die Aufnahmeentscheidung durch die Faculty wird in den Monaten Mai und Juni getroffen und in der ersten Juliwoche 2010<br />
bekannt gegeben. BewerberInnen, die in die engere Wahl kommen, werden zu einem persönlichen Interview eingeladen. Auswärtige BewerberInnen,<br />
die aus einem europäischen Land zum Interview eingeladen werden, erhalten ihre Reisekosten zurückerstattet; Interviews mit<br />
BewerberInnen aus außereuropäischen Ländern werden telefonisch oder per Videokonferenz geführt. Studienbeginn ist am 1. Oktober 2010.<br />
Bewerbungen sind bis zum 10. Mai 2010 (Datum des Poststempels, gleichzeitige E-mail-Bewerbung sehr empfohlen) an den Sprecher des<br />
DK-plus-Programms „Naturwissenschaften im historischen, philosophischen und kulturellen Kontext“, o. Univ.-Prof. Dr. Mitchell Ash, Institut<br />
für Geschichte der Universität Wien, Dr. Karl-Lueger-Ring 1, 1010 Wien, Österreich, zu richten.<br />
Kontakte für Rückfragen:<br />
Prof. Dr. Mitchell Ash: Tel.: +431 4277 40837 (Sekretariat: DW 40803) E-mail: mitchell.ash@univie.ac.at .<br />
Prof. Dr. Carola Sachse: Tel.: +431 4277 41207 (Sekretariat: DW 41218) E-mail: carola.sachse@univie.ac.at .<br />
Prof. Dr. Friedrich Stadler: Tel.: +431 4277 41209 (Sekretariat: DW 41201) E-mail: friedrich.stadler@univie.ac.at .<br />
Prof. Dr. Gerd B. Müller: Tel. +431 4277 56700 (Sekretariat : DW 56701) E-mail: gerhard.mueller@univie.ac.at<br />
Nr. 1/2010 15
Preise<br />
60. Jahrestagung der<br />
Österreichischen Physikalischen Gesellschaft - ÖPG<br />
06. bis 09. September an der Universität Salzburg<br />
zum Thema ��������������������<br />
Prof. Dr. Harald Giessen<br />
4th Physics InstituteUniversity of Stuttgart<br />
Pfaffenwaldring 57D-70569 Stuttgart<br />
GermanyPhone:<br />
(49) 711 6856 5111(of�ce)<br />
(49) 711 6856 5110 (secretary)<br />
Fax:(49) 711 6856 5097<br />
Email: giessen@physik.uni-stuttgart.de<br />
Internet: http://www.pi4.uni-stuttgart.de/<br />
zum Thema �����������������������<br />
Dr. Rupert URS<strong>IN</strong> - senior scientist<br />
IQOQI - Inst. for Quantum Optics and Quantum Information<br />
<strong>Austrian</strong> Academy of Sciences<br />
Boltzmanngasse 3<br />
A-1090 Vienna<br />
Austria<br />
Mobile: +43 650 9414567<br />
Fax: +43 1 4277 29552<br />
Web: www.quantum.at/ursin<br />
zum Thema ��������������������<br />
Prof. Reinhard Kienberger<br />
Technische Universitaet Muenchen<br />
Fakultaet fuer Physik E11<br />
Max-Planck-Institut fuer Quantenoptik<br />
Hans-Kopfermann-Str. 1<br />
85748 Garching<br />
Germany<br />
Tel: +49/89/32905-731<br />
Fax: +49/89/32905-361<br />
reinhard.kienberger@mpq.mpg.de<br />
http://www.attoworld.de/junresgrps/attosecond-dynamics.html<br />
zum Thema ������������������ als öffentlicher Abendvortrag<br />
Prof. Dr. Rudolf Grimm<br />
Institut für Experimentalphysik<br />
Universität Innsbruck<br />
Technikerstraße 25<br />
6020 Innsbruck<br />
Austria<br />
Institut für Quantenoptik und Quanteninformation<br />
Österreichische Akademie der Wissenschaften<br />
6020 Innsbruck<br />
Austria<br />
Tel.: +43-512-507-6300, (Secr.: -6301), (Fax: -2921)<br />
http://rudi.ultracold.at<br />
Erscheinungsort: Graz<br />
Verlagspostamt: 8010 Graz<br />
Zulassungsnummer: GZ 02Z032392 M<br />
Bei Unzustellbarkeit bitte retournieren an<br />
Univ. Prof. Dr. Max E. Lippitsch<br />
Karl-Franzens-Universität<br />
Institut für Physik<br />
Universitätsplatz 5<br />
8010 Graz