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START-Preis an Thorsten Schumm

TU-Physiker Thorsten Schumm vom Atominstitut ist einer von sechs ausgezeichneten START-PreisträgerInnen, die heute von BM Johannes Hahn bekanntgegeben wurden.

START-Preisträger Thorsten Schumm (Foto Wilke)

START-Preisträger Thorsten Schumm (Foto Wilke)

START-Preisträger Thorsten Schumm (Foto Wilke)

START-Preisträger Thorsten Schumm (Foto Wilke)

Sechs Spitzen-NachwuchsforscherInnen wurden in das prestigeträchtige START-Programm aufgenommen. Wissenschaftsminister Johannes Hahn gab heute im Rahmen einer Pressekonferenz die diesjährigen Wittgenstein- und START-PreisträgerInnen bekannt. Insgesamt werden in den kommenden fünf bzw. sechs Jahren den acht ForscherInnen rund 9,8 Mio. EUR für ihre wissenschaftlichen Arbeiten zur Verfügung stehen. Bereits zum 14. Mal wurden heuer die START- und Wittgenstein-Preise vergeben und der Kreis der im Rahmen dieser Programme ausgezeichneten WissenschafterInnen wurde um acht Personen erweitert.

TU-START-Preisträger Thorsten Schumm

Der Lebenslauf des 1975 geborenen Berliners ist beeindruckend: Studium Maschinenbau (1995 - 1996, TU Berlin), anschließend Studium Physik und Philosophie (1996 - 2002, FU Berlin), schließlich Diplom („mit Auszeichnung“) in Experimentalphysik an den Universitäten Innsbruck und Heidelberg (2000 - 2002). Das Doktorat in Form einer europäischen Doppelpromotion (Cotutelle de thèse) setzte Schumm von 2003 bis 2005 an der Université Paris Sud und der Universität Heidelberg (Summa cum laude, „très honorable“) drauf.

Berufliche Laufbahn:    
Seit 2006 ist Thorsten Schumm Universitätsassistent am Atominstitut der TU Wien und seit 2008 Mitglied und Themenprogrammleiter am Wolfgang Pauli Institut. 2006 war der Physiker als Postdoc in den McLennan Physical Labs an der University of Toronto tätig.

Das Projekt Kernphysik mit einem Laser: 229Thorium

Die Grundbausteine der Materie, die Atome, bestehen aus einem Atomkern und einer Elektronenhülle. Beide werden durch ähnliche Prozesse gebildet und in der Physik durch ähnlich Formeln und Modelle beschrieben. Bemerkenswerterweise unterscheiden sich jedoch die Energien, die benötigt werden, um Änderungen (Anregungen) in der Hülle oder im Kern zu bewirken um viele Größenordnungen. Dementsprechend werden gänzlich verschiedene Methoden und Werkzeuge zu ihrer jeweiligen Untersuchung eingesetzt: Die Atomphysik beschäftigt sich mit Prozessen in der Elektronenhülle und verwendet heutzutage hauptsächlich Laser. KernphysikerInnen untersuchen den Atomkern und arbeiten mit großen Teilchenbeschleunigern, wie beispielsweise dem CERN.

Das Radioisotop 229Thorium ist das einzige Atom, welches eine Brücke zwischen den bisher getrennten Welten der Atom- und Kernphysik schlagen könnte. Es besitzt einen Anregungszustand des Atomkernes bei derart außergewöhnlich niedriger Energie, dass atomphysikalische Methoden, insbesondere Spektroskopie mit Lasern, eingesetzt werden können.  Ziel des Projektes ist es, diesen "optischen" Kernübergang nachzuweisen und direkt für Anwendungen und grundlegende physikalische Untersuchungen nutzbar zu machen.

Unsere "Sekunde" ist derzeit definiert als 9.192.631.770 Schwingungen einer Lichtwelle, die zu einer spezifischen Anregung der Elektronenhülle des Cäsium Atoms führt. Anregungen der Elektronenhülle sind jedoch sehr empfindlich auf magnetische und elektrische Felder, sodass die Atome in sog. "Atomuhren" aufwändig abgeschirmt werden müssen. Zusätzlich müssen die Messungen im ballistischen (freien) Fall durchgeführt werden, eine weitere Verbesserung des konventionellen Atomuhr-Konzeptes benötigt daher satellitengestützte Aufbauten.
Würde man stattdessen den optischen 229Thorium Kernübergang verwenden, so könnte man die Genauigkeit unseres Zeitstandards um viele Größenordnungen erhöhen, gleichzeitig vereinfacht sich der apparative Aufwand erheblich, weder Abschirmung noch ballistische Messungen sind notwendig. Die Demonstration einer derartigen "nuklearen Atomuhr" ist Ziel des Projekts.
Die Frequenz des 229Thorium Kernüberganges ist bestimmt durch die im Atomkern herrschende "Starke Kraft", im Gegensatz zu allen derzeit verwendeten Frequenzstandards, die auf Prozessen in der Elektronenhülle beruhen. Ein Vergleich einer "nuklearen Atomuhr" mit einer konventionelle Atomuhr ermöglicht daher eine der grundlegendsten Fragen der Physik zu untersuchen: Sind die Konstanten der Natur wirklich konstant?


Wittgenstein-Preisträger mit TU-Wurzeln

Die beiden Wittgenstein-Preisträger sind Jürgen Knoblich, Institut für Molekulare Biotechnologie, Wien, und Gerhard Widmer, Johannes-Kepler-Universität. Gerhard Widmer ist seit 2004 Professor für Computational Perception an der Johannes Kepler Universität in Linz und leitet die Abteilung für Intelligent Music Processing and Machine Learning am Österreichischen Forschungsinstitut für Artificial Intelligence (OFAI) in Wien. Gerhard Widmer beendete 1984 sein Diplomstudium Informatik an der Technischen Universität Wien. 1989 promovierte er an der TU Wien und habilitierte sich 1995 ebenda. Gerhard Widmer ist nach Ferenc Krausz und Markus Arndt der dritte Wittgenstein-Preisträger, dem das Kunststück gelungen ist, nach der Aufnahme in das START-Programm (1998) auch den begehrten Wittgenstein-Preis zugesprochen zu erhalten.

Links:
Atominstitut: http://www.ati.ac.at/
FWF: http://www.fwf.ac.at