Die Kunst der Quantenkontrolle

Die Wolf Foundation zeichnet in diesem Jahr Immanuel Bloch, Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und Professor an der LMU München, und den US-amerikanischen Physiker Jun Ye von der University of Colorado in Boulder, USA, aus. Die Wolf-Preis für Physik 2026 würdigt die Arbeit der beiden Forscher und die damit verbundenen „bahnbrechenden, breit anwendbaren Fortschritte bei der Kontrolle von Systemen ultrakalter Atome.“

Die in Israel ansässige Wolf Foundation vergibt den Wolf-Preis seit 1978 an Wissenschaftler:innen und Künstler:innen für „Verdienste zum Wohle der Menschheit und freundschaftliche Beziehungen unter den Völkern“. Gestiftet wurde der Preis von Ricardo Wolf, einem in Deutschland geborenen Erfinder. Der Wolf-Preis ist mit 100.000 Dollar dotiert, wird in sechs Kategorien vergeben und zählt zu den renommiertesten Preisen weltweit.

Immanuel Blochs Forschung ist von einer grund­legenden Heraus­forderung der modernen Physik geprägt, nämlich das Verhalten komplexer Quanten­viel­teilchen­systeme aus mitein­ander wechsel­wirkenden Teilchen zu verstehen. Solche Systeme spielen unter anderem für die Eigen­schaften von Fest­körpern und neu­artigen Quanten­materia­lien eine wichtige Rolle. Deren Dynamik ist aber schon bei einer relativ kleinen Teilchen­zahl so komplex, dass sie sich mit klassi­schen Computern nur einge­schränkt berechnen lässt.

Bloch und sein Team haben entscheidend dazu beigetragen, mit der Quanten­simulation einen anderen experimen­tellen Zugang zu solchen Systemen zu etablieren. Hierbei sind ultrakalte Atome in optischen Gittern aus Laser­licht angeordnet. Diese künst­lichen Quanten­systeme erlauben es, die Wechsel­wirkungen zwischen einzelnen Teilchen mit hoher Präzision zu kontrollieren und zu beobachten. Die ultra­kalten Atome dienen somit als Modell­system, um grundlegende Phänomene der Quanten­welt unter genau definierten Bedingungen zu unter­suchen.

Preise für Immanuel Bloch

14.06.2013 • Nachricht • Forschung

Quantengas im Laserkäfig

09.08.2013 • Nachricht • Panorama

Senior BEC Award 2013 für Immanuel Bloch

19.12.2012 • Nachricht • Forschung

Ein Quantum Synergy

16.11.2023 • Nachricht • DPG

Theoretische Biophysik und ultrakalte Atome

Zu Blochs wegweisenden Arbeiten zählt die Beobachtung des Quanten­phasen­übergangs von einer Supraflüssigkeit zu einem Mott-Isolator. Darüber hinaus leistete er Pionier­arbeit auf dem Gebiet der Quantengas­mikro­skopie, unter­suchte die Viel­teilchen­lokali­sierung und beobachtete die Ent­wicklung eines fermio­nischen Mott-Isolators vom Pseudogap-Metall hin zu einer Fermi-Flüssigkeit.

Mit seinen Arbeiten hat Bloch nach Einschätzung der Wolf Foundation das Paradigma der Quanten­simulation entschei­dend geprägt. Seine Forschung hat weit­reichende Auswir­kungen auf die moderne Physik und auf neue Quanten­technologien. Quanten­simulatoren ermöglichen es, komplexe Quanten­systeme unter kontrollierten Bedingungen nachzu­bilden und zu untersuchen und damit grund­legende Eigen­schaften von Quanten­materie besser zu verstehen.

Immanuel Bloch studierte Physik an der Universität Bonn und promovierte 2000 nach einem Auslandsaufenthalt in Stanford bei Theodor Hänsch an der LMU München. Im Anschluss war er Postdoc am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching und an der LMU München. 2003 erhielt er einen Ruf auf eine C4-Professur an die Univer­sität Mainz. Seit 2008 ist er Direktor am MPQ und W3-Professor an der LMU. Seine Arbeiten wurden mit zahlreichen Preisen und Auszeich­nungen gewürdigt: 2005 erhielt er den Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis der DFG, den Bundes­verdienst­orden und den Preis der Inter­national Commission of Optics, 2013 einen Hector Science Prize, den Körber-Preis für die Europäische Wissen­schaft, 2021 wurde er mit dem Bayeri­schen Maxi­milians­orden für Wissen­schaft und Kunst ausgezeichnet, 2023 erhielt er den ZEISS Research Award und 2024 die Stern-Gerlach-Medaille der Deutschen Physika­lischen Gesellschaft. Bloch ist Mitglied der Nationalen Akademie der Wissen­schaften (Leopoldina), der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften.