Frank Wilczek zum Siebzigsten

Zeit für Zeitkristalle

Von Ulf von Rauchhaupt
15.05.2021
, 07:00
Der Physiker Frank Wiczek be einen Vortrag
Er hat erklärt, warum Quarks niemals isoliert auftreten können und was es mit Zeitkristallen auf sich hat. Der Physik-Nobelpreisträger Frank Wilczek, der sich noch immer nicht auf seinen Lorbeeren ausruhen mag, feiert an diesem Samstag seinen siebzigsten Geburtstag.
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Wirklich schief gegangen ist für Frank Wilczek nur einmal etwas. Das war 1999 als ein Wissenschaftsmagazin ihn bat, zu einen Leserbrief Stellung zu nehmen. Dessen Verfasser hatte gefragt, ob ein Teilchenbeschleuniger nahe New York nicht unabsichtlich ein Schwarzes Loch produzieren könne, in dem erst Manhattan und dann der ganze Planet verschwindet. Wilczek legte dar, dies sei unplausibel, erklärte es aber nicht für unmöglich – denn dieses Wort reservieren Physiker für Vorgänge, die fundamentale Naturgesetze verletzen. Diese professionelle Redlichkeit des Physik-Professors vom MIT bescherte den großen Beschleunigerlaboren postwendend ein handfestes PR-Problem, das nach der Einsetzung von Untersuchungskomitees nur noch weiter eskalierte.

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Dabei hatte Wilczek damals noch gar keinen Nobelpreis. Den bekam der aus New York stammende Physiker mit polnischen und italienischen Vorfahren, der zunächst ein Mathematikstudium absolvierte, um kein Experimentalphysik-Praktikum machen zu müssen, erst im Jahr 2004. Die Entdeckung, für die er mit seinem Doktorvater und einem weiteren Forscher geehrt wurde, hatte er jedoch bereits 1973 publiziert. Wilczek war damals 21 Jahre alt gewesen und hatte mit der Doktorarbeit nicht einmal angefangen. Die Nobelpreis würdige Arbeit war seine erste Veröffentlichung überhaupt, setzte aber den theoretischen Schlussstein des Standardmodells der Elementarteilchen.

Das rettende Schlupfloch in der Theorie

Wilczek erklärte darin, warum sich die Quarks, die Bausteine der Kernteilchen, nicht isolieren ließen: Sie üben aufeinander Kräfte aus, die umso stärker werden, je weiter die Teilchen voneinander entfernt sind. Wer also versucht etwa ein Proton in Quarks zu zerlegen und dazu mehr und mehr Energie in das Kernteilchen hineinpumpt, erreicht nur, dass daraus sich infolge der Äquivalenz von Masse und Energie neue Quarks materialisieren, die an den bisher vorhandenen kleben bleiben.

Sich auf diesen und anderen Lorbeeren auszuruhen, ist Wilczek nie eingefallen. Noch 2012 gelang ihm eine Entdeckung, die ihn berühmt gemacht hätte, wäre er es nicht schon gewesen. Da entwickelte er ein Modell für einen sogenannten Zeitkristall, ein System das im Zustand niedrigster Energie periodisch in der Zeit ist – so wie Kristallgitter periodisch im Raum sind. Als drei Jahre später andere Theoretiker bewiesen, dass derlei unmöglich ist, hatte Wilczek das Glück des Tüchtigen: Der Beweis hatte ein Schlupfloch und in einer besonderen Variante gibt es die Zeitkristalle doch. Im Jahr 2017 wurden diese seltsamen Zustände experimentell nachgewiesen.

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Nun fehlt eigentlich nur noch, dass endlich jemand, das Axion nachweist – ein Elementarteilchen das Wilczek 1978 postuliert und nach einer Waschmittelmarke benannt hat. Aber noch ist Zeit. An diesem Samstag wird Frank Wilczek schließlich erst siebzig Jahre alt.

Quelle: F.A.Z.
Autorenporträt / Rauchhaupt, Ulf von (UvR)
Ulf von Rauchhaupt
Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.
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