Science
03.10.2017

Physik-Nobelpreis für Gravitationswellenpioniere

Der Nobelpreis in Physik geht heuer zur Hälfte an Rainer Weiss und zur anderen Hälfte an Barry Barish und Kip Thorne.

Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm bekannt. Die drei US-Forscher werden für den Nachweis der von Albert Einstein beschriebenen Gravitationswellen ausgezeichnet. Gravitationswellen waren 1916 von Albert Einstein in der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt worden. Im vergangenen Jahr wurde von Forschern um die nunmehrigen Preisträger am LIGO-Detektor (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) in den USA erstmals eine solche Welle nachgewiesen (auch der Österreicher Sascha Huse war beteiligt) . Die Entdeckung galt als Sensation und wurde vielfach als nobelpreisträchtig eingeschätzt.

Da die Nobelstiftung die Preissumme gegenüber dem vergangenen Jahr um eine Million Schwedische Kronen erhöht hat, ist die Auszeichnung heuer mit neun Millionen Schwedischen Kronen (rund 940.000 Euro) dotiert. Übergeben wird der Preis alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel. Im vergangenen Jahr ging die Auszeichnung an die drei in Großbritannien geborenen, in den USA tätigen theoretischen Physiker David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz. Sie wurden "für theoretische Entdeckungen topologischer Phasenübergänge und topologischer Materiephasen" ausgezeichnet.

LIGO

LIGO ist ein Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium, das in den USA für den Nachweis von Gravitationswellen gebaut wurde. Der Detektor besteht aus zwei rechtwinklig zueinander angeordneten geraden Armen, die jeweils vier Kilometer lang am Boden verlaufen. Im Inneren laufen Laserstrahlen, mit denen sich eine Änderung der Armlängen zueinander extrem genau messen lässt. Treffen Gravitationswellen diese Anlage, stauchen und strecken sie die Arme unterschiedlich um winzige Beträge. Das Lasersystem soll dabei noch Längenänderungen erfassen, die rund zehntausend Mal kleiner sind als ein Wasserstoffatomkern.

Das LIGO-Konsortium betreibt zwei nahezu identischen Detektoren in Hanford (US-Bundesstaat Washington) und 3.000 Kilometer davon entfernt in Livingston (US-Bundesstaat Louisiana). Die beiden diesjährigen Physik-Nobelpreisträger Rainer Weiss und Kip Thorne haben das LIGO-Konsortium in den 1980er Jahren gegründet, der dritte Laureat Barry Barish hat sich insbesondere um die erfolgreiche Fortführung des Konsortiums verdient gemacht.

Verbessert

Erstmals ging das LIGO-Observatorium 2002 auf die Suche, zunächst erfolglos. Von 2010 an wurden die Detektoren dann aufgerüstet, unter anderem mit Technik, die im Rahmen des deutschen Experiments GEO600 bei Hannover entwickelt worden ist. Seit September 2015 hat dieses "advanced Ligo" (weiterentwickeltes Ligo) eine deutlich verbesserte Empfindlichkeit.

An der "LIGO Scientific Collaboration" sind mehr als 1.000 Wissenschafter aus aller Welt beteiligt, darunter auch einige österreichische Forscher, die an Forschungsinstituten in Deutschland, Spanien, Großbritannien und den USA arbeiten. Sie simulieren etwa Schwarze Löcher, um Gravitationswellen-Signale zu modellieren, bzw. sind an der Datenauswertung der LIGO-Signale beteiligt.