Robert B. Laughlin wird 70

Der Windstrom muss in den Wärmetank

Von Manfred Lindinger
Aktualisiert am 01.11.2020
 - 08:56
Robert Laughlin an der Stanford University
Die Erklärung eines kollektiven Quanteneffekts war Robert Betts Laughlins großer wissenschaftlicher Wurf. Nun will er mit Ingenieurskunst die Welt vor einem Blackout bewahren. Heute wird der Physiker und Nobelpreisträger siebzig Jahre alt.

Robert Betts Laughlin ist ein streitbarer und leidenschaftlicher Physiker und bekannt dafür, auf aktuelle Fragen mit unpopulären Thesen zu antworten und bisweilen zu provozieren. Das betrifft seine eigene Zunft, aber auch Energie- und Klimafragen. So ist er davon überzeugt, wie er in seinem vor acht Jahren erschienenen Buch „Der Letzte macht das Licht aus“ schreibt, dass lange bevor die Menschheit in eine existenzbedrohende Klimakrise gerät, es eine Energiekrise geben wird. Und zwar spätestens dann, wenn die fossilen Ressourcen – zunächst Öl, dann Gas und schließlich Kohle in etwa zweihundert Jahren – restlos aufgebraucht sind.

Die meisten Menschen würden sich bei knapper werdenden fossilen Ressourcen eher für niedrige Energiekosten als für eine saubere Umwelt entscheiden, prophezeit der Physiker von der Stanford University. Denn die Regeln der Ökonomie würden auch weiterhin gelten. Einen Ausweg aus der Krise sieht Laughlin durchaus in den erneuerbaren Energiequellen – Wind und Sonne – sowie in Biogas, geliefert von Agrarindustrie. Doch ob diese den elektrischen Strom so günstig liefern werden können wie die Kernenergie, da hat Laughlin seine Zweifel.

Aber Laughlin, der in Visala (Kalifornien) geboren wurde und an der University of Berkeley sowie am MIT Physik studierte, wo er 1979 promoviert wurde, hat es seit Erscheinen seines Buches nicht bei theoretischen Betrachtungen belassen. Er hat ein Projekt namens „Malta“ ins Leben gerufen, das die effiziente Speicherung von erneuerbaren Energien mit geschmolzenen Salzen erforscht. Die Vorteile solcher Wärmespeicher liegen für Laughlin klar auf der Hand. Sie sind günstiger als etwa synthetische Kraftstoffe und unterliegen keinen Kapazitätsbeschränkungen. Um größere Energiemengen zu speichern, würde man einfach nur größere Tanks und mehr Salz benötigen.

Ein großes Dilemma dieser Wärmespeicher ist der Umstand, dass man damit zwar Solarenergie, aber keine Windenergie vorhalten kann. Das will Laughlin ändern. Er hat vor drei Jahren ein Konzept entwickelt, wie man mit Hilfe von Turbinen, Wärmetauschern und Kompressoren Windenergie mit dem Salzgemisch Natrium- und Kaliumnitrat speichern kann. Sein Ziel ist der Prototyp eines Wärmespeicherkraftwerks, das elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen im großen Maßstab kostengünstig und mit relativ geringen Verlusten speichern und nach Bedarf liefern kann. Bislang existiert das Kraftwerk nur auf dem Papier, doch hat Laughlin bereits finanzkräftige Investoren gewinnen können. Laughlin ist zuversichtlich: „Ich glaube, wir lösen das Speicherproblem und retten die Welt“.

Die emergente Natur der Quantenflüssigkeit

Seine Popularität verdankt Laughlin nicht allein solchen markigen Aussagen. Auch sein Physik-Nobelpreis, den er 1997 für seine bahnbrechende theoretische Arbeit auf dem Gebiet der Festkörperphysik aus den achtziger Jahren erhielt, hat gewiss einen Anteil daran. Laughlin fand damals heraus, dass die Leitungselektronen in einem dünnen Halbleiter ihren individuellen Charakter verlieren, wenn sie extremer Kälte und starken Magnetfeldern ausgesetzt sind. Sie bilden dann eine Art Flüssigkeit und verhalten sich wie Objekte mit einer Drittel- oder gar Fünftel-Elektronenladung. Mit dieser Theorie konnte er den sogenannten fraktionierten Quanten-Hall-Effekt erklären, auf den der Deutsche Horst Störmer und der Amerikaner Daniel Tsui bei Experimenten an den Bell-Laboratories 1982 gestoßen waren.

Zwar gibt es keine direkte Anwendung für diese Entdeckung. Sie ließ aber Laughlins Überzeugung reifen, dass ähnlich wie in der Biologie auch in der Physik die Emergenz beziehungsweise Selbstorganisation eine große Rolle spielt. Neue Eigenschaften oder Strukturen würden erst in Erscheinung treten, wenn elementare Grundbausteine kollektiv zusammenwirkten. Diese Ordnungsmuster zu enthüllen, sei die Aufgabe der Wissenschaft, so Laughlin. Heute feiert Robert Laughlin, der auch ein leidenschaftlicher Pianist und Cartoonist ist, seinen siebzigsten Geburtstag.

Quelle: F.A.Z.
Manfred Lindinger - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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