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Brillante Vorstellung

Für seine Forschung mit und um Diamanten hat Jörg Wrachtrup, Direktor des 3. Physikalischen Instituts an der Uni Stuttgart, den mit 2,5 Millionen Euro dotierten Leibnizpreis erhalten.

Diamonds are a girls best friends, hauchte Marilyn Monroe ins Mikrophon. Richard Burton wusste das, als er 1969 auf einer Auktion seinen Agenten um ein selten schönes Stück mitbieten ließ. Der Auktionator eröffnete mit der Frage, ob jemand bereit wäre 200.000 Dollar zu bezahlen. Mehrere Arme zeigten nach oben. Bei 650.000 Dollar waren noch zwei Bieter übrig. Als der Preis eine Million Dollar erreichte, stieg Burtons Makler aus. Den Zuschlag bekam das Schmuckhaus Cartier.

Als der frisch verliebte Schauspieler davon hörte, war er mächtig sauer. Umgehend telefonierte er vom Münztelefon eines Hotels in Südengland mit dem Anwalt des Schmuckhauses. Während er eingeengt zwischen der Lounge Bar und dem Salon unaufhörlich Münzen in das Telefon einwarf, wurde vor reichlich Publikum über den Preis verhandelt. „Es interessiert mich nicht, wie viel er kostet!“ Am Ende ließ sich Cartier bei dem harten Steingeschäft erweichen und verkaufte das Stück an Richard Burton, der es seiner Liz Taylor schenkte, welche dem edlen Stein nicht nur ihren Namen gab, sondern auch wenig später mit ihm auftrat bei Fürstin Grace Kellys vierzigstem Geburtstag in Monaco.

Von Diamanten, so lehrt diese kleine Geschichte, geht ein seltsamer Zauber aus, dem vor allem Frauen erliegen - aber eben nicht nur. Auch Männer können dem magnetisierenden Reiz der funkelnden Unikate verfallen. Solche wie Professor Jörg Wrachtrup, Direktor des 3. Physikalischen Instituts an der Universität Stuttgart. „Diese Steine“, sagt er, „haben ein unglaubliches Feuer.“

Manchmal entstehen aus einem solchen Befund „brillante“ Ideen und im Fall von Jörg Wrachtrup ist genau das passiert. Vor einem Jahr hat der Experimentalphysiker für die Forschung mit und um Diamanten ein Stipendium des Europäischen Forschungsrats erhalten. Jetzt zeichnete ihn die Deutsche Forschungsgemeinschaft mit dem renommierten Leibnizpreis aus. Zwei wissenschaftliche Ausrufzeichen. Zweimal 2,5 Millionen Euro Preisgeld. Da sage noch einer, der Diamant sei kein Wertobjekt.

Ein sonniger Wintertag über dem Vaihinger Campus am Pfaffenwaldring. Draußen schnattert im halb zugefrorenen See eine Ente, drinnen versucht im gewärmten Büro ein Professor zu erklären, warum seine wissenschaftlichen Veröffentlichungen im vergangenen Jahr weltweit 1200 Mal zitiert worden sind. „Wir haben das Fenster zu einer neuen Welt geöffnet“, sagt Wrachtrup leise, als würde er sich für die Superlative seines Befunds ein bisschen schämen. Wie diese neue Welt aussieht, vermag er nicht zu sagen. Bisher gibt es nur ein Fenster und dahinter ein Gebiet, das noch keiner bereist hat. Nur die Reiseprospekte, die gibt es schon. Und was sie verheißen, ist in der Tat großartig.

Serviert wird die wissenschaftliche Erklärung mit einem Espresso, den sich der 50-jährige Physiker im sechsten Stock auf dem Flur neben seinem Büro aus einer Maschine holt. Wrachtrup trägt ein blaues Hemd zu Jeans und die Nase keineswegs hoch. Der Glanz des diamantenen Ruhms ist ihm nicht zu Kopf gestiegen, obwohl er mit seinem Team ein ganz neues Forschungsfeld erschlossen hat.

Diamanten lassen nicht nur die Herzen vieler Schmuckliebhaber höher schlagen. Auch Werkzeugbauer und Materialforscher schätzen die besondere Form von Kohlenstoff wegen der extremen Härte und guten Wärmeleitfähigkeit. Der Diamant beginnt nun dank Wrachtrup auch verstärkt ein physikalisches Gebiet zu erobern, in dem man ihn zunächst nicht vermuten würde. Mit seinen Mitstreitern hat sich der Professor darauf spezialisiert, hochreine Diamanten auf atomarer Skala zu manipulieren. Durch eine spezielle Implantationstechnik, der er sozusagen den letzten Schliff verpasst hat, können die Forscher die Edelsteine mit kleinen magnetischen Defekten impfen. Dazu schießen sie Stickstoffatome in das Material. Der Stickstoff schlägt ein Kohlenstoffatom heraus und nimmt dessen Platz ein. Dieser Defekt hat eine magnetische Komponente, denn im harten Kristallgitter des Diamanten bleiben bestimmte Kreiselzustände von Elektronen, so genannte Spins, besonders stabil. Und genau das lässt sich nicht nur für die Quantenrechner in der Informationstechnik der Zukunft nutzen, sondern auch in der Bioanalytik und der Medizintechnik gewinnbringend einsetzen.

Solchermaßen mit einem magnetischen Barcode versehene Juwelen, gemahlen zu winzigen Partikeln, könnten eines Tages medizinische Wirkstoffe markieren und damit segensreich in der Diagnostik wirken. „Die Zellbiologen haben größte Probleme damit, dass ihre Marker oft schnell verschwinden“, sagt Wrachtrup. „Die Nanodiamanten können lange in den Zellen bleiben ohne sie zu schädigen. Und dabei sind ihre Dotierungen absolut fotosicher.“ In den USA laufen bereits erste klinische Studien.

Der hochdekorierte Physiker nippt an seinem Espresso. Neben der Tasse liegt ein Diamant, der kein echter ist. Ein Quarz, das Stück für 15 Euro. Manchmal verschenkt er solche Teile an Studenten oder Doktoranden. 40 Leute arbeiten bei ihm am Lehrstuhl. Wrachtrup ist beliebt, weil er weltoffen ist und zugleich bodenständig, irgendwie einer, den man mögen muss.

Aufgewachsen ist er auf einem landwirtschaftlichen Hof in Herford. Dort hat der Bauernsohn in jungen Jahren gelernt, in Arbeitskategorien zu denken, die sich nicht auf die Zeit zwischen Montag und Freitag beschränken. Bauer werden wollte er allerdings nie. In Westfalen gilt das Jüngstenerbrecht und so lief das mit dem Hof auf den jüngeren Bruder zu, was dem Älteren durchaus zupass kam. „Schon in der Grundschule war mir klar, dass ich in die Wissenschaft wollte.“ Wrachtrup studierte in Berlin und schloss 1994 mit einer Doktorarbeit ab, in der er sich mit der magnetischen Resonanz an einzelnen Molekülen befasste. Diesem Thema blieb der Forscher treu, als er nach der Wende an die Technische Universität nach Chemnitz wechselte, um mitzuwirken am Aufbau der Wissenschaftslandschaft Ost. Fünf Jahre blieb er in Chemnitz, ehe ihn 2000 der Ruf an die Universität Stuttgart ereilte. „Das war für einen Physiker wie mich ein sehr attraktives wissenschaftliches Umfeld.“

Den Wechsel in den Süden hat er nicht bereut. „Ich bin hier heimisch geworden“, sagt der Professor, der mit Frau und Sohn in Vaihingen wohnt. Er schätzt die Natur beim Joggen im Rosental, die Kultur in Stuttgart und das wissenschaftliche Biotop auf dem nahen Campus, wo er sich mit Klunkern beschäftigt, die für seine Forschung künstlich hergestellt werden und doch unendlich wertvoll sind.

Der Professor stapft aus seinem Büro hinüber ins Labor. Zwischen Spiegeln, Alufolien, Lötkolben und Aceton-Fläschchen basteln Doktoranden an einem Versuch. Michael Klas ist einer von ihnen. „Das Arbeitklima hier ist top“, sagt er, während zwei seiner Kollegen sich draußen auf dem Flur am Tischkicker ein bisschen entspannen. Der Vierte im Bunde, Sen Yang mit Namen, holt derweil einen Diamanten aus dem Schrank, an dem geforscht werden soll. Der junge Chinese ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Team und ziemlich stolz, für den populären Professor arbeiten zu dürfen. „Dies ist das Zentrum der Diamantenforschung.“ Wenn es nach seinem Chef geht, wird das auch so bleiben. „Wir werden mit dem Preisgeld das eine oder andere Experiment ermöglichen, dessen Finanzierung mir bisher zu riskant gewesen wäre“, sagt Wrachtrup. „Ich habe da noch eine ganze Menge Ideen.“

Den Edelsteinen, von denen die Monroe sang, will er in jedem Fall treu bleiben. Und vielleicht, sagt der Hausherr mit einem schelmischen Grinsen beim Abschied, werde er eines Tages nicht nur künstliche Diamanten impfen, sondern einen echten kaufen und ihn seiner Frau schenken, die immer nur vom Glanz seiner Forschung hört, aber nie etwas zu Gesicht bekommt. „Dieses Thema“, sagt der schmucke Professor, „sollte ich unbedingt angehen.“