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Eintauchen in eine andere Welt.
Text: Maryse Ernzer, Physikerin
In der Rubrik «Warum ich für mein Thema brenne» erzählen junge Forschende, was sie an ihrer Fachrichtung begeistert. Maryse Ernzer ist Postdoc in der Forschungsgruppe von Philipp Treutlein am Departement Physik der Universität Basel.
Wie viele Teenager kennen Sie, die sich für Physik begeistern? Ich war einer davon: Schon während der Schulzeit fand ich zum Beispiel spannend, wie Physikerinnen und Physiker im frühen 20. Jahrhundert den Rahmen der klassischen Theorien sprengten und Phänomene jenseits der erfahrbaren Welt errechneten. Heute bin ich Experimentalphysikerin mit einem Doktortitel der Universität Basel in der Tasche.
Dabei konnte ich mir anfangs nicht vorstellen, in einem Labor physikalische Experimente durchzuführen: Technische Veranlagung oder Vorkenntnisse brachte ich nämlich nicht mit. Zum Glück traf ich im Studium eine Doktorandin aus der Experimentalphysik, die mir Mut machte: Man braucht vor allem die Motivation, ständig Neues zu lernen, und den Willen, nicht vor scheinbar unlösbaren Problem zurückzuschrecken.
Mit meinem Forschungsthema kann ich in eine Welt eintauchen, in der sich Objekte auf ungewohnte und überraschende Weise verhalten. Es ist eine besondere Erfahrung, sich diese Welt mit Experimenten zugänglich zu machen, die man mit eigenen Händen aufbaut und zum Laufen bringt. Unser Objekt ist mit blossem Auge sichtbar und lässt sich mit einer Pinzette und viel Fingerspitzengefühl greifen: eine hauchdünne Membran aus Siliziumnitrat. Wir nutzen Laserstrahlen, um sie in quantenmechanische Zustände zu versetzen, die man mit konventioneller Physik nicht fassen kann.
Ein Beispiel ist der quantenmechanische Grundzustand – ein Zustand der grösstmöglichen Bewegungslosigkeit. Im alltäglichen Leben führen alle Objekte thermische Schwingungen aus, im Grundzustand sind sie davon befreit, was dann der kältesten überhaupt möglichen Temperatur entspricht. Das ist die Voraussetzung, um weitere Quanteneffekte wie zum Beispiel die Verschränkung zu beobachten. Dabei sind zwei Teilchen – egal wie weit sie voneinander entfernt sind – so miteinander gekoppelt, dass alles, was mit dem einen geschieht, auch dem anderen widerfährt.
Der Fokus unserer Forschungsgruppe liegt darauf, die Grundlagen mechanischer Bewegung genauer zu verstehen und zu kontrollieren. Man könnte meinen, diese Grundlagen seien schon lange erforscht. Aber je intensiver wir uns damit beschäftigen, desto mehr wird klar, wie viel noch auf dem Feld zu entdecken und zu verstehen bleibt. Vor Kurzem habe ich meine Doktorarbeit abgeschlossen und will weiterforschen: Überall auf der Welt gibt es Forschungsgruppen, die ähnliche Ziele wie wir verfolgen. Ich freue mich, weiter daran teilzuhaben.
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