Nobelpreisträger für Physik 2001
Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Experimente am absoluten Temperatur-Nullpunkt
Warum kühlen Physiker Materie zu extrem niedrigen Temperaturen? Warum ist es wichtig, Temperaturen zu erreichen, die mehr als eine Milliarde mal kälter sind als der interstellare Raum? In diesem Vortrag werde ich beschreiben, mit welchen Methoden man Atome auf Nanokelvin-Temperaturen abkühlt, wie man solche Temperaturen misst, und wie man neue Formen der Materie realisiert und beobachtet.

Zur Person
Wolfgang Ketterle wurde am 21. Oktober 1957 in Heidelberg geboren. Nach dem Abitur absolvierte er ein Physikstudium zunächst an der Universität Heidelberg und später an der Technischen Universität München, das er 1982 als Diplomphysiker abschloss. Von 1982 bis 1986 hat er anschließend an der Ludwig-Maximilians-Universität und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik promoviert. Nach seiner Promotion beschäftigte er sich am Max-Planck-Institut für Quantenoptik vor allem mit der Laserspektroskopie. 1990 ging er – zunächst als Gastforscher – an das renommierte Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, wo er sich einem neuen Forschungsfeld, der Grundlagenforschung im Bereich der Tieftemperaturphysik, zuwandte. Seit 1998 hat er dort die John D. MacArthur Professur für Physik inne und ist seit 2006 stellvertretender Direktor des Research Laboratory of Electronics sowie Direktor des Center of Ultracold Atoms.

2001 erhielt Wolfgang Ketterle zusammen mit Eric A. Cornell und Carl E. Wieman den Nobelpreis für Physik für die Erzeugung der Bose‐Einstein‐Kondensation und für grundsätzliche Studien über die Eigenschaften der Kondensate. Wolfgang Ketterle war einer der ersten Forscher, denen ein Bose‐Einstein‐Kondensat gelang. Er entwickelte zudem die Grundlagen für den Atomlaser, der von ihm erstmals 1997 realisiert wurde. Er erhielt neben dem Nobelpreis für Physik viele weitere Auszeichnungen.

Lehrstuhl für Lebensmittelchemie und Molekulare Sensorik, Technische Universität München

Translationale Geschmacksstoffforschung als Grundlage für die Entwicklung und Optimierung von Lebensmitteln
Ein Großteil unseres täglichen Lebens wird durch die Wechselwirkung chemosensorischer Rezeptoren in Mund und Nase mit einzelnen Lebensmittelinhaltsstoffen beeinflusst. Daher stellen insbesondere Aroma und Geschmack ein wichtiges Kriterium für die Produktqualität beim Verbraucher dar. Die Entwicklung neuer Verfahren und Rezepturen zur Her-stellung traditioneller sowie auch funktioneller Lebensmittel sowie der rasche Fortschritt im Bereich der Pflanzen- und Tierzüchtung macht es daher erforderlich, die Auswirkungen solcher Verfahren auf qualitätsbestimmende Parameter wie den Geschmack der Lebensmittel auf der Basis objektiver Messmethoden stofflich zu erfassen.

Für das erfolgreiche Design des Geschmacksprofils innovativer Lebensmittelprodukte ist die Wissenschaft daher gefordert zu klären, welche biochemischen Mechanismen dem Schmecken zu Grund liegen, welche Lebensmittelinhaltsstoffe mit diesen Sensorsystemen als schmackhaft detektiert werden und welche Wirkkonzentrationen dieser Verbindungen in Lebensmitteln notwendig sind.

Im Rahmen des Vortrages wird anhand ausgewählter Beispiele gezeigt, inwieweit das Forschungsgebiet der molekularen Sensorik in der Lage ist, durch geschickte Kombination analytischer Konzepte der Naturstoffforschung, humaner psychophysikalischer Testverfahren sowie von Geschmacksrezeptorbasierten Assays den Geschmack von Lebensmittelprodukten auf molekularer Ebene zu objektivieren und diese Erkenntnisse gezielt zur Lösung wirtschaftlicher Problemstellungen beim Design attraktiver Geschmacksprofile für innovative Produkte für den Markt von Morgen zu nutzen.

Zur Person
Nach ihrem Studium der Lebensmittelchemie an der Universität Münster begann Prof. Dawid noch in Münster eine Promotion bei Prof. Dr. Thomas F. Hofmann. 2007 folgte sie ihrem Doktorvater an das Wissenschaftszentrum Weihenstephan der Technischen Universität (TUM) München, wo sie ihre Promotion abschloss und einen Postdoc absolvierte.

Während eines Forschungsaufenthalts an der Chulalongkorn University in Bangkok wirkte sie dort maßgeblich am Aufbau des Instituts für Molekulare Sensorik mit. Zurück in München begann sie ihre Habilitation mit Studien zur Stressresistenz bei Pflanzen. Nach der Ernennung von Hofmann zum Präsidenten der TUM übernahm Prof. Dawid die kommissarische Leitung des Lehrstuhls für Lebensmittelchemie und Molekulare Sensorik. Seit 2020 ist sie zudem Mitglied des ZIEL Institute for Food and Health und stellvertretende Direktorin des Bayerischen Zentrums für Biomolekulare Massenspektrometrie (BayBioMS).

Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Enthüllung von Geheimnissen in der Teilchenphysik
Wir haben das Higgs-Boson gefunden, aber wo sind alle anderen neuen Teilchen? Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN war ein bemerkenswerter Erfolg. Sein Höhepunkt, die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012, vervollständigte das Standardmodell grundlegender Teilchenwechselwirkungen. Die Teilchenphysik erwartet jedoch, dass die Ära der noch tieferen Entdeckung gerade erst beginnt. In diesem Vortrag werde ich die aktuelle Landschaft der Teilchenphysik beschreiben, erklären, warum LHC-Physiker so begeistert von den möglichen Entdeckungen des leistungsstärkeren LHC sind, und Einblicke in eine mögliche Roadmap für die Teilchenphysik jenseits des LHC geben.

Zur Person
Markus Klute ist Professor für Physik am MIT. Er hat in Bonn an der Rheinischen Friedrich-Wilhems-Universität studiert und schloss dort im Jahre 2004 seine Promotion im Bereich der experimentellen Teilchenphysik ab. Einen großen Teil seiner Promotionszeit verbrachte er an den Forschungszentren CERN in der Schweiz und dem Fermilab in den USA. Auch nach der Promotion zog es ihn in die USA mit einer Wissenschaftlerstelle am MIT. Im Jahre 2007 erhielt er einen Ruf an die Georg-August-Universität in Göttingen, bevor er 2009 als Professor ans MIT zurückkehrte. Im Mittelpunkt seiner wissenschaftlichen Arbeit stand die Entdeckung des Higgs-Bosons und steht nun die Untersuchung dieses sonderbaren Teilchens.

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich
Alumna des Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Vom Wetter zum Klima: Was kann eine Vorhersage?
Immer häufiger ist von extremen Wetterereignissen die Rede, von Hitzewellen und Stürmen. Die Auswirkungen solcher Ereignisse auf die Natur und die Gesellschaft sind oft schwerwiegend. Der Klimawandel kann Extremereignisse sogar noch verstärken. Aber auf welchen Zeitskalen können Vorhersagen von Extremereignissen gemacht werden? Während uns die Wettervorhersage vertraut ist, stecken langfristigere Vorhersagen von Wochen bis Monaten noch in den Kinderschuhen, haben aber viel Potenzial. Gleichzeitig werden Klimaprognosen immer relevanter. Dieser Vortrag gibt einen Einblick in den aktuellen Stand der Wissenschaft in der Wetter- und Klimavorhersage, zeigt die Herausforderungen und Möglichkeiten auf und stellt diese in den Zusammenhang unserer eigenen Wahrnehmung von Wetter und Klima.

Zur Person
Daniela Domeisen studierte Physik an der ETH Zürich und die Auswirkungen des Klimas auf die Gesellschaft an der Columbia University in New York. Sie promovierte am MIT zur Fluiddynamik der Atmosphäre, gefolgt von Forschungsaufenthalten in den USA und in Deutschland. In London arbeitete sie für ein Finanzunternehmen zur Vorhersage von Rohstoffpreisen im Zusammenhang mit Wetter- und Klimaphänomenen, gefolgt von einer Juniorprofessur am GEOMAR Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Seit 2017 hat sie eine Assistenzprofessur an der ETH Zürich inne. Sie ist Expertin für langfristige Vorhersage am Übergang vom Wetter zum Klima, Extremereignisse sowie globale Zusammenhänge im Klimasystem.

Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz
Professor für Theoretische Physik, Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz

Von fleischlichen und veganen Würsten – eine Physikersicht
Kommt ein Physiker in eine Metzgerei und blickt staunend in die Auslage: Würste vom Schwein, Kalb, Geflügel, Brüh-, Koch-, Streichwürste, aus Fleisch, Fett, Innereien, Wasser, aus Erbsen-, Soja- und Lupinenproteinen. Er stellt sich die Frage: Kann man solche komplexen „Materialien“ überhaupt verstehen? Er kauft ein Sortiment, bringt es ins Labor und geht den physikalischen Eigenschaften der schmackhaft weichen Materie auf den Grund. Auf der Suche nach universellen Zusammenhängen, die ihm Sensorik, orales Prozessieren im Mund, Bruchverhalten, Rheologie, Mikroskopie, Kalorimetrie und Tribologie vorschlagen, fällt es Physikern wie Schuppen von den Augen: die komplexe Welt der Lebensmittel ist dominiert von multiskaliger, prozessabhängiger Nichtgleichgewichtphysik, erzwungenen Strukturen, von konkurrierenden Wechselwirkungen und hierarchischen Längenskalen. Dabei wird rasch klar, warum die Großväter der Metzger früher „bessere“ Würste fertigen konnten und was vegetarischen und veganen „Ersatzprodukten“ oft fehlt: wohldosiertes molekulares Feintuning auf Nanoskalen, denn dort wird weit mehr über kulinarische Akzeptanz oder Ablehnung entschieden, als man gemeinhin glaubt.

Der Vortrag entführt damit in die Physik der Proteine und Fette sowie in die Eigenschaften von elastischen und plastischen Emulsionen – und somit in das spannende Gebiet der Physik von „essbarer weicher Materie“. Ganz nebenbei klären die physikalischen gewonnenen Einsichten manch grundsätzliche und kontrovers (und ideologisch) diskutierte Fragen der „Ernährung“.

Zur Person
Prof. Dr. Thomas A. Vilgis diplomierte und promovierte in Physik in Ulm, habilitierte in Mainz in Theoretischer Physik und arbeitete in Cambridge, London und Strasbourg. Er ist Professor an der Universität Mainz. Am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz leitet Vilgis eine Arbeitsgruppe zur statistischen Physik weicher Materie sowie eine experimentelle Gruppe zur „soft matter food science“. Vilgis publizierte über 300 wissenschaftliche Arbeiten in der Fachliteratur zur Physik der weichen Materie und zur molekularen Lebensmittelphysik. Er ist Herausgeber der Zeitschrift „Journal Culinaire – Kultur und Wissenschaft des Essens“, Autor zahlreicher Bücher zur Naturwissenschaft des Kochens und der Physik und Chemie der Lebensmittel. Das Werk „Aroma – die Kunst des Würzens“ wurde mit der „Goldenen Feder“ der Gastronomischen Akademie Deutschlands ausgezeichnet.