Der makroskopische Quantenmechaniker

Mit Sir Anthony James Leggett ist am 8. März einer der weltweit führenden Experten auf dem Gebiet der Festkörperphysik und der Quantenmechanik makroskopischer Systeme gestorben. Für seine bahnbrechende Arbeit zur Superfluidität erhielt er 2003 zusammen mit Alexei A. Abrikosov und Vitaly L. Ginzburg den Physik-Nobelpreis. Leggett war seit 1983 John D. and Catherine T. MacArthur Professor of Physics an der University of Illinois Urbana-Champaign und bis zuletzt aktiv in der Physik.

Anthony Leggett wurde 1938 in Camberwell, südlich des Zentrums von London, geboren. Seine Mutter und sein Vater waren die Ersten in ihren Familien, die eine Universität besuchten; sie lernten sich während des Studiums an der University of London kennen und verlobten sich dort.

Leggett studierte zunächst alte Sprachen und Literatur und schloss dieses Studium 1959 mit einem B.A. an der Universität Oxford ab. Danach begann er in Oxford ein Studium in Physik und promovierte dort auch im Jahr 1964. Anschließend ging er als Postdoc an die University of Illinois, wo er mit David Pines und John Bardeen arbeitete.

Von 1967 bis 1983 war Leggett Dozent an der University of Sussex in England. In dieser Zeit besuchte er mehrfach japanische Universitäten sowie die University of Ghana und kehrte später an die University of Illinois zurück, wo er bis zu seiner Pensionierung 2018 Mitglied der Physikfakultät blieb.

Seit den frühen 1960er-Jahren interessierte sich Leggett für das Problem des superfluiden Helium-3 – das deutlich seltenere Heliumisotop, das knapp über dem absoluten Nullpunkt verflüssigt. Die damals existierende Theorie, welche die Superfluidität von Helium-4 erklärte, versagte bei Helium-3. 

Leggett entwickelte dafür in den Jahren von 1972 bis 1975 eine Theorie, welche die Superfluidität bei Helium-3 auf Basis einer neuartigen Form der Symmetriebrechung erklärte. Dies bildete die Grundlage dafür, die superfluiden Phasen von Helium-3 als anisotrope Paarung von Helium-3-Atomen zu verstehen. Damit knüpfte er an die Arbeiten von John Bardeen, Leon Cooper und J. Robert Schrieffer zur Supraleitung an, für die diese 1972 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Als 1986 Hochtemperatursupraleiter entdeckt wurden, schlug Leggett einen Test der Symmetrie der neuen Supraleiter vor, der zu einem Experiment an der University of Illinois durch Dale Van Harlingen, Donald Ginsberg und David Wollman führte. Das Experiment von 1993 zeigte, dass die neuen Supraleiter eine „d-Wellen“-Symmetrie besitzen, im Gegensatz zu herkömmlichen Tieftemperatursupraleitern, die isotrop sind.

Die Bandbreite von Leggetts Forschungen war groß und umfasste bedeutende theoretische Arbeiten zu Anwendungen der Quantenmechanik auf kollektive Variablen sowie zu Methoden, Verlustmechanismen, Tunneln und Kohärenz beim Verhalten makroskopischer Quantensysteme. Leggetts Ideen zum makroskopischen Tunneln in Josephson-Kontakten wies den Weg zu den Experimenten von John Clarke, John Martinis und Michel Devoret, die dafür 2025 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Obwohl Leggett wie kaum ein anderer die Theorie der Quantenmechanik bereichert hat, blieb er skeptisch in Bezug auf ihren Status. Auf die Frage nach seiner grundlegenden Perspektive auf das Verständnis der Quantenmechanik sagte er 2023: „Ich bin der festen Überzeugung, dass es sich nicht lohnt, zu viel Zeit damit zu verbringen, die Quantenmechanik in ihrer derzeitigen Form zu verstehen oder zu interpretieren. Es gibt viele Menschen, die ihr gesamtes Berufsleben damit verbringen, genau das zu tun, und ich halte das wirklich für sinnlos, einfach weil ich ziemlich überzeugt bin, dass in 100, 200 oder 500 Jahren die Menschen nicht mehr glauben werden, dass die Quantenmechanik die ganze Wahrheit ist.“

Leggett war Mitglied der National Academy of Sciences, der American Philosophical Society, der American Academy of Arts and Sciences, der American Philosophical Society und der Irish Literary and Historical Society. Er war Fellow der Royal Society, der American Physical Society und des American Institute of Physics, Ehrenmitglied des Institute of Physics und auswärtiges Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften. 2004 wurde er von Königin Elizabeth II. „für seine Verdienste um die Physik“ zum Ritter geschlagen.

Neben dem Nobelpreis erhielt Leggett zahlreiche weiteren Auszeichnungen. Dazu zählen der Wolf-Preis in Physik (2002/03), die Eugene Feenberg Memorial Medal (1999), die Dirac-Medaille des IOP (1992), der Simon Memorial Prize (1981), der Fritz London Memorial Award (1981) und die James Clerk Maxwell Medal and Prize (1975).

Leggett hinterlässt seine Frau Haruko Kinase-Leggett, die er 1973 heiratete, seine Tochter Elizabeth Asako Kinase-Leggett sowie seine Schwestern Judith Leggett und Clare Prangley.