Nobelpreis für Physik 2007

Stockholm - Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an den Deutschen Peter Grünberg und den Franzosen Albert Fert. Sie erhalten die Auszeichnung für die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstands, ohne den heute fast keine Computer-Festplatte mehr auskommt. Das teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm mit. Die höchste Auszeichnung für Physiker ist in diesem Jahr mit umgerechnet 1,1 Millionen Euro (10 Millionen Schwedischen Kronen) dotiert.

Die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstands hat die Speicherkapazität von Festplatten drastisch erhöht. Grünberg und Fert hatten das Phänomen 1988 unabhängig voneinander entdeckt. Das Ergebnis reiner Grundlagenforschung hat sich zu einem Milliardenmarkt entwickelt. In den 90er-Jahren ermöglichte dies Entdeckung den Durchbruch zu Giga-Byte-Festplatten. Die Forschung von Fert und Grünberg legte den Grundstein für den Forschungsbereich Spintronik, der den quantenmechanischen Spin der Elektronen für die Mikro- und Nanoelektronik nutzbar macht. Dank dieser Grundlagenforschung gelang es, leistungsfähige Lese-Schreib-Köpfe für Festplatten zu entwickeln.

Grünbergs Riesenmagnetowiderstands- oder GMR-Effekt (englisch: Giant Magnetoresistance) findet man heute in fast jeder Festplatte. Der GMR-Effekt dient zum präzisen Auslesen von Daten. Diese sind auf engstem Raum in winzigen Bereichen unterschiedlicher Magnetisierung gespeichert. Ein Sensor, der den GMR-Effekt nutzt, registriert diese kleinen Unterschiede als große messbare Änderung und arbeitet daher hochempfindlich. Das erkannte auch die Industrie sehr schnell: Bereits 1997 kam der erste GMR-Lesekopf für Computerfestplatten auf den Markt. Der GMR-Effekt bescherte dem Forschungszentrum Jülich als Patentinhaber Einnahmen in zweistelliger Millionenhöhe. Längst hat der GMR-Effekt in verbesserten Leseköpfen für Festplatten, Videobänder sowie in MP3-Playern weltweite Verbreitung gefunden. Peter Grünberg erhielt dafür bereits 1998 den Zukunftspreis des Bundespräsidenten und 2006 den Erfinderpreis der Europäischen Kommission.

Auch der deutsche Physik-Nobelpreisträger von 2005, Theodor Hänsch, hat seinen Kollegen Peter Grünberg und Albert Fert zum Physik-Nobelpreis 2007 gratuliert. «Ich freue mich außerordentlich, insbesondere, weil es Europäer sind und weil ein Deutscher darunter ist», sagte Hänsch am Dienstag auf einer Klimakonferenz in Potsdam. Deutsche Forscher haben nach Hänschs Ansicht auch künftig Chancen auf den Nobelpreis. «Besonders die Grundlagenforschung muss sich nicht verstecken - sie muss sich nur besser verkaufen.»

Die Forschung Grünbergs und Ferts sei ganz im Sinne Alfred Nobels, weil sie einen praktischen Nutzen für die Menschheit bringe. «Jeder trägt sie in seinem Laptop mit sich.» Grünberg und Fert werden für die Entdeckung eines Magneteffekts ausgezeichnet, mit der sich die Speicherkapazität von Computerfestplatten drastisch erhöhen ließ. Hänsch freut sich nach eigenen Worten auch, dass sich nun die öffentliche Aufmerksamkeit in Deutschland von ihm auf Grünberg verlagere.

Im vergangenen Jahr hatte die Akademie die US-Amerikaner John C. Mather und George F. Smoot für die Untersuchung des «Urknall-Echos» geehrt. Sie hatten mit dem Satelliten «COBE» feine Temperaturschwankungen in der so genannten kosmischen Hintergrundstrahlung entdeckt, die als Saat der ersten Galaxien gelten können.

Am Mittwoch werden die Träger des diesjährigen Chemie-Nobelpreises benannt. Die feierliche Überreichung der Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.

• Preisträgerartikel von Peter Grünberg für die Stern-Gerlach-Medaille der DPG:
  Peter Grünberg, Kopplung macht den Widerstand, Physik Journal August/september 2007, S. 33 (Link siehe oben rechts!)
• M. Rührig, R. Schäfer, A. Hubert, R. Mosler, J. A. Wolf, S. Demokritov und P. Grünberg, Domain Observations on Fe--Cr--Fe Layered Structures. Evidence for a Biquadratic Coupling Effect, phys. stat. sol. (a) 125, 635 (1991).
  http://dx.doi.org/10.1002/pssa.2211250225
• B. Rameev, F. Yildiz, S. Kazan, B. Aktas, A. Gupta, L. R. Tagirov, D. Rata, D. Buergler, P. Gruenberg, C. M. Schneider, S. Kämmerer, G. Reiss, A. Hütten , FMR investigations of half-metallic ferromagnets, physica status solidi (a) 203, 1503-1512 (2006).
  http://dx.doi.org/10.1002/pssa.200563103
• M. Buchmeier, D. E. Bürgler, P. A. Grünberg, C. M. Schneider, R. Meijers, R. Calarco, C. Raeder, M. Farle, Anisotropic FMR-linewidth of triple-domain Fe layers on hexagonal GaN(0001) physica status solidi (a) 203, 1567-1572 (2006).
  http://dx.doi.org/10.1002/pssa.200563130
• Agnes Barthélémy und Albert Fert et al., Giant steps with tiny magnets, Physics World, Nov. 1994
• Dirk Grundler, Spintronics, Physics World, April 2002

Die Physik-Nobelpreisträger seit 1997:

• 2006: John C. Mather und George F. Smoot (beide USA) für den Nachweis winziger Temperaturschwankungen in der so genannten kosmischen Hintergrundstrahlung, dem «Echo des Urknalls».

• 2005: Roy J. Glauber (USA) für Grundlagen der Quantenoptik sowie John L. Hall (USA) und Theodor W. Hänsch (Deutschland) für die Entwicklung einer Laser-basierten Präzisionsmesstechnik für Lichtfrequenzen.

• 2004: David J. Gross, H. David Politzer und Frank Wilczek (alle USA) für Erkenntnisse zur Kraft zwischen den kleinsten Materieteilchen im Atomkern, den Quarks.

• 2003: Alexej Abrikosow (USA und Russland), Vitali Ginsburg (Russland) Anthony Leggett (USA und Großbritannien) für bahnbrechende Arbeiten zu Supraleitern und Supraflüssigleiten.

• 2002: Raymond Davis (USA), Masatoshi Koshiba (Japan) und Riccardo Giacconi (USA) für die Entdeckung kosmischer Röntgenstrahlen und Neutrinos.

• 2001: Wolfgang Ketterle (Deutschland), Eric A. Cornell (USA) und Carl E. Wieman (USA) für die Erschaffung des Bose-Einstein- Kondensats, der fünften Erscheinungsform der Materie neben fest, flüssig, gasförmig und dem Plasma.

• 2000: Herbert Kroemer (Deutschland), Zhores Alferow (Russland) und Jack Kilby (USA) für die Herstellung integrierter Schaltkreise und des Halbleiter-Lasers.

• 1999: Gerardus 't Hooft und Martinus J.G. Veltman (beide Niederlande) für ihre Beiträge zur Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung.

• 1998: Robert B. Laughlin (USA), Horst L. Störmer (Deutschland) und Daniel C. Tsui (USA) für die Entdeckung einer neuen Art von Quantenflüssigkeit.

• 1997: Steven Chu (USA), William C. Phillips (USA), Claude Cohen- Tannoudji (Frankreich) für neue Methoden zum Kühlen und Einfangen von Atomen mit Laserstrahlen.