Der Nobelpreis für Physik 2016: Es ist kompliziert

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Update: Der diesjährige Nobelpreis für Physik wurde an David J. Thouless (Universität Washington), F. Duncan M. Haldane (Princeton University) und J. Michael Kosterlitz von der Brown University für „theoretische Entdeckungen topologischer Phasenübergänge und topologische Phasen der Materie “. Eine Hälfte des Preises ging an Thouless, die andere Hälfte gemeinsam an Haldane und Kosterlitz.

Der Nobelpreis für Physik ist eine begehrte Auszeichnung. Der Preis wird jedes Jahr an die Person vergeben, die im vergangenen Jahr den größten Beitrag auf dem Gebiet der Physik geleistet hat. In diesem Jahr soll die bahnbrechende Entdeckung der Gravitationswellen im Mittelpunkt stehen.

Diese Entdeckung, die am 11. Februar 2016 bekannt gegeben wurde, wurde durch die Entwicklung des Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatoriums (LIGO) ermöglicht. Daher wird erwartet, dass die drei Wissenschaftler, die am meisten für die Erfindung der Technologie verantwortlich sind, für ihre Arbeit den Nobelpreis erhalten. Es gibt jedoch diejenigen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, die der Meinung sind, dass ein anderer Wissenschaftler - Barry Barish - ebenfalls anerkannt werden sollte.

Aber zuerst sind einige Hintergrundinformationen erforderlich, um all dies ins rechte Licht zu rücken. Für Starrer sind Gravitationswellen Wellen in der Krümmung der Raumzeit, die durch bestimmte Gravitationswechselwirkungen erzeugt werden und sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Die Existenz solcher Wellen wurde seit dem späten 19. Jahrhundert postuliert.

Erst im späten 20. Jahrhundert begann sich die Gravitationswellenforschung zu einem großen Teil der Astronomie zu entwickeln, was zum großen Teil Einstein und seiner Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie zu verdanken war. Seit den 1960er Jahren wurden verschiedene Gravitationswellendetektoren gebaut, darunter das LIGO-Observatorium.

LIGO wurde als Caltech / MIT-Projekt gegründet und 1984 vom National Science Board (NSF) offiziell genehmigt. Ein Jahrzehnt später begannen die Bauarbeiten an den beiden Standorten der Anlage - in Hanford, Washington und Livingston, Louisiana. Im Jahr 2002 begann es, Daten zu erhalten, und 2008 begannen die Arbeiten zur Verbesserung seiner ursprünglichen Detektoren (bekannt als Advanced LIGO Project).

Der Verdienst für die Gründung von LIGO geht an drei Wissenschaftler, darunter Rainer Weiss, emeritierter Professor für Physik am Massachusetts Institute of Technology (MIT); Ronald Drever, ein experimenteller Physiker, emeritierter Professor am California Institute of Technology und Professor an der Glasgow University; und Kip Thorne, der Feynman-Professor für Theoretische Physik an der Caltech.

In den Jahren 1967 und 68 begannen Weiss und Thorne mit dem Bau von Prototypdetektoren und erstellten theoretische Arbeiten, um zu beweisen, dass Gravitationswellen erfolgreich analysiert werden konnten. In den 1970er Jahren gelang es Weiss und Denver mit unterschiedlichen Methoden, Detektoren zu bauen. In den kommenden Jahren blieben alle drei Männer zentral und einflussreich und trugen dazu bei, die Gravitationsastronomie zu einem legitimen Forschungsgebiet zu machen.

Es wurde jedoch argumentiert, dass die Entdeckung ohne Barish - einen Teilchenphysiker bei Caltech - niemals gemacht worden wäre. Nachdem er 1994 Principal Investigator von LIGO geworden war, erbte er das Projekt zu einem sehr entscheidenden Zeitpunkt. Die Finanzierung hatte bereits vor einem Jahrzehnt begonnen, aber die Koordinierung der Arbeit von Wiess, Thorne und Drever (vom MIT, Caltech bzw. der University of Glasgow) erwies sich als schwierig.

Daher wurde entschieden, dass ein einziger Direktor benötigt wurde. Zwischen 1987 und 1994 wurde Rochus Vogt - emeritierter Professor für Physik an der Caltech - von der NSF ernannt, um diese Rolle zu übernehmen. Während Vogt das erste Team zusammenbrachte und dazu beitrug, den Bau des Projekts zu genehmigen, erwies er sich als schwierig, wenn es darum ging, mit Bürokratie umzugehen und die Fortschritte seiner Forscher zu dokumentieren.

Daher konnte LIGO zwischen 1989 und 1994 keine technischen und organisatorischen Fortschritte erzielen und hatte auch Probleme, Finanzmittel zu beschaffen. Bis 1994 entließ Caltech Vogt aus seiner Position und ernannte Barish zum Direktor. Barish machte sich schnell an die Arbeit, nahm wesentliche Änderungen an der Art und Weise vor, wie LIGO verwaltet wurde, erweiterte das Forschungsteam und entwickelte einen detaillierten Arbeitsplan für die NSF.

Barish war auch dafür verantwortlich, LIGO über seine Caltech- und MIT-Beschränkungen hinaus auszubauen. Dies tat er durch die Schaffung der unabhängigen LIGO Scientific Collaboration (LSC), die Zugang zu externen Forschern und Institutionen gewährte. Dies war maßgeblich an der Schaffung entscheidender Partnerschaften beteiligt, zu denen der britische Rat für Wissenschafts- und Technologieeinrichtungen, die deutsche Max-Planck-Gesellschaft und der australische Forschungsrat gehörten.

Bis 1999 waren die LIGO-Observatorien fertiggestellt, und bis 2002 begannen sie, ihre ersten Daten zu erfassen. Bis 2004 wurden die Mittel und Grundlagen für die nächste Phase der LIGO-Entwicklung gelegt, die eine mehrjährige Abschaltung beinhaltete, während die Detektoren durch verbesserte „Advanced LIGO“ -Versionen ersetzt wurden.

All dies wurde von Barish ermöglicht, der 2005 in den Ruhestand ging, um andere Projekte zu leiten. Dank seiner umfassenden Reformen konnte LIGO nach einem fehlgeschlagenen Start arbeiten, Daten produzieren, Finanzmittel beschaffen, wichtige Partnerschaften eingehen und dank des von ihm eingerichteten LSC-Programms weltweit mehr als 1000 Mitarbeiter haben.

Kein Wunder also, warum einige Wissenschaftler der Meinung sind, dass der Nobelpreis in vier Richtungen aufgeteilt werden sollte, um die drei Wissenschaftler, die LIGO konzipiert haben, und den einen Wissenschaftler, der dies ermöglicht hat, zu prämieren. Und wie Barish selbst zitiert wurde Wissenschaft:

"Ich denke, es ist ein bisschen wahr, dass LIGO nicht hier wäre, wenn ich es nicht tun würde, also denke ich nicht, dass ich es nicht verdiene." Wenn sie ein Jahr warten und es diesen drei Jungs geben, habe ich zumindest das Gefühl, dass sie darüber nachgedacht haben “, sagt er. "Wenn sie diesen Oktober beschließen, es ihnen zu geben, werde ich mehr schlechte Gefühle haben, weil sie ihre Hausaufgaben nicht gemacht haben."

Es gibt jedoch gute Gründe zu der Annahme, dass die Auszeichnung letztendlich auf drei Arten aufgeteilt wird, so dass Barish nicht berücksichtigt wird. Zum Beispiel wurden Weiss, Drever und Thorne bereits in diesem Jahr dreimal für ihre Arbeit an LIGO geehrt. Dazu gehörten der Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics, der Gruber Cosmology Prize und der Kavli Prize in Astrophysics.

Darüber hinaus wurde der Nobelpreis für Physik in der Vergangenheit eher an diejenigen vergeben, die für die intellektuellen Beiträge verantwortlich sind, die zu einem großen Durchbruch geführt haben, als an diejenigen, die die Beinarbeit geleistet haben. Von den letzten sechs Preisen (zwischen 2010 und 2015) wurden fünf für die Entwicklung experimenteller Methoden, Beobachtungsstudien und theoretischer Entdeckungen vergeben.

Für eine technische Entwicklung wurde nur eine Auszeichnung vergeben. Dies war 2014 der Fall, als Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura gemeinsam den Preis für „die Erfindung effizienter blauer Leuchtdioden, die helle und energiesparende Weißlichtquellen ermöglichen“ verliehen wurden.

Grundsätzlich ist der Nobelpreis eine komplizierte Angelegenheit. Jedes Jahr wird es an diejenigen vergeben, die einen erheblichen Beitrag zur Wissenschaft geleistet haben oder für einen großen Durchbruch verantwortlich waren. Aber Beiträge und Durchbrüche sind vielleicht etwas relativ. Wen wir ehren wollen und wofür, kann auch als Hinweis darauf angesehen werden, was in der wissenschaftlichen Gemeinschaft am meisten geschätzt wird.

Letztendlich kann die diesjährige Auszeichnung dazu dienen, hervorzuheben, wie bedeutende Beiträge nicht nur die Entwicklung neuer Ideen und Methoden beinhalten, sondern auch dazu führen, dass diese verwirklicht werden.

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