Markus Roth

Er begeistert als "Star Trek-Professor" schon die Jüngsten für sein Fach. Im Interview spricht der Professor am Institut für Kernphysik der TU Darmstadt über seine zukunftsweisenden Experimente mit dem Hochleistungslaser PHELIX und seine Leidenschaft für Star Trek.

Schon als kleiner Junge haben ihn die Abenteuer des Raumschiffs Enterprise im Fernsehen begeistert. Die Science Fiction-Serie sei eine positive Vision der Zukunft, "in der die Menschheit Kriege und Krankheiten überwunden hat und als Forscher hinaus ins All geht, um das Unbekannte zu entdecken", so Roth. Dieser Wunsch treibt ihn als Physiker bis heute an.

Zum Interview hat er seine dunkelblaue Stark Trek-Jacke angezogen, die er bei einer Star Trek Convention in Las Vegas erstanden hat, wo sich Science-Fiction-Begeisterte treffen. "Ich bin ein bekennender Trekkie", gesteht der Professor lachend. Das habe vor allem damit zu tun, dass seine Frau ihm irgendwann mal das technische Handbuch der Enterprise geschenkt habe. Da sei ihm erst aufgefallen, "wie viel Liebe im Detail in dieser Serie steckt" und wie sehr die Macher daran gearbeitet hätten, um die Dinge "technisch plausibel" erscheinen zu lassen. Ihn habe fasziniert, "wie unglaublich wissenschaftlich akkurat" Star Trek recherchiert sei.

"Grundlegender Zug der Menschheit ist die Neugier"

Über die Physik von Star Trek spricht Markus Roth gern in Vorlesungen und Vorträgen. Am liebsten aber geht er in Schulen, um Jugendliche für sein Fach zu begeistern. Zuletzt hat er vor Neuntklässlern an seiner früheren Schule, dem Justus-Liebig-Gymnasium in Darmstadt, aus der wissenschaftlichen Praxis erzählt. "Das wichtigste ist die Leidenschaft, mit der man bei der Sache ist", sagt der Darmstädter Physiker. Und diese Leidenschaft möchte er vor allem auch jungen Menschen vermitteln.

Markus Roth

"Ich glaube, ein grundlegender Zug der Menschheit ist immer die Neugier, die uns eines Tages hoffentlich zu den Sternen führen wird", glaubt Roth. Er selbst kommt aus dem Bereich Laser- und Plasma-Physik und arbeitet heute an der Technischen Universität Darmstadt in dem relativ neuen Forschungsfeld der nuklearen Photonik.

Seit Ende der 80er Jahre gibt es neuartige Lasersysteme, die so leistungsstark geworden sind, dass sie die Grenze zur Kernphysik überwunden haben. Mithilfe der neuen Laser können die Forscher mit optischem oder infrarotem Licht Materie von einem Element in ein anderes verwandeln. Dabei werden Teilchen auf kürzester Entfernung auf enormste Geschwindigkeiten beschleunigt.

Auf diese Weise könne man einen Zustand in diesem Material erzeugen, wie er zum Beispiel nur im Inneren von großen Planeten vorhanden sei, erklärt Roth: "Da ich selber nicht zu den Planeten werde fliegen können, ist das eine wunderbare Idee, wie ich mir ein Stück dieser Planetenmaterie im Labor erzeuge, um sie dann anschließend zu untersuchen."

"Darmstadt ist ein gutes Pflaster für den Forscher-Nachwuchs"

Markus Roth macht auch andere zukunftsweisende Experimente mit dem PHELIX-Lasersystem, das er in Darmstadt mit entwickelt und gebaut hat. Diese Anlage wird zum Beispiel dazu genutzt, um sehr intensive sogenannte Neutronenstrahlen zu erzeugen. Neutronen sind neutrale Teilchen, die eigentlich nur im Inneren von Atomkernen vorkommen.

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Diese Neutronenstrahlen sind eine Art neues Werkzeug, um in Dinge "hineingucken" zu können. Überall dort, wo Röntgenstrahlen nicht mehr durchkommen, schaffen es Neutronenstrahlen. Damit kann man zum Beispiel marode Bauwerke oder Autobahnbrücken auf innere Schäden untersuchen, ohne Löcher in den Beton zu bohren. Oder Archäologen könnten mit den Neutronenstrahlen Artefakte genauer durchleuchten.

Leistungsstarke Laserstrahlen finden auch in der Medizin zur besseren Tumorbekämpfung Anwendung. Es sind spannende neue Werkzeuge aus Licht, die gerade international auf diesem neuen Forschungsfeld entwickelt werden und 2018 mit dem Nobelpreis für Physik belohnt wurden: für die Laserpinzette, mit der man Zellen bewegen kann und für die intensiven Laser, mit denen man Teilchen beschleunigen oder neue Teilchenstrahlen erzeugen kann.

"Dadurch, dass das Licht sehr intensiv und sehr kurz ist, können wir damit Sachen machen, die vor kurzer Zeit noch nicht möglich waren", so Roth. Die Wissenschaftsstadt Darmstadt sei für den Forscher-Nachwuchs ohnehin ein sehr gutes Pflaster. 

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Sind diese Star Trek-Erfindungen technisch möglich?

Markus Roth musste sich im Interview einem Test stellen und beurteilen, ob bestimmte Star Trek-Erfindungen heute schon technisch möglich sind. Hier seine Antworten:

Der Warp Antrieb: Die Enterprise reist damit schneller als das Licht und legt enorme Entfernungen zurück, dadurch dass der Raum verzerrt wird. Die Physik dahinter sei relativ gut bekannt, sagt Roth - nämlich Gravitationswellen. "Dass das geht, wage ich aber zu bezweifeln in absehbarer Zeit. Denn um einen Raum tatsächlich so zu verzerren, dass man irgendwo früher ankommt, braucht man gewaltige Energiemengen."

Der Replikator: Dieses Gerät erzeugt auf Knopfdruck Lebensmittel oder ganze Menüs. Das gehe zum Teil schon, sagt Roth: "Wir nennen das Industrie 4.0 – dass wir also in Zukunft die Sachen gar nicht mehr einkaufen, sondern uns die Gegenstände, die wir haben wollen, über das Internet als Bauplan schicken lassen und über 3-D-Drucker und ähnliche Geräte selber zu Hause herstellen. Das funktioniert inzwischen mit den ersten Lebensmitteln, das heißt also die ersten gedruckten Hamburger und die ersten gedruckten Essen aus Süßkartoffelbrei kann man bereits heute in Druckern kaufen."

Das Beamen: Dabei werden Menschen oder Gegenstände in Atome und Informationen zerlegt und an anderer Stelle wieder zusammengesetzt. Heute schon technisch möglich? "Jein", sagt Roth: "Das Problem dabei ist, wenn ich das auf atomarer Ebene machen will, dann komme ich in den Bereich der Quantenmechanik. Und das bedeutet, dass Heisenberg mal seine berühmte Unschärferelation propagiert hat, und der sagt, dass man von einem Objekt nicht mit beliebiger Genauigkeit seinen Ort und seine Geschwindigkeit gleichzeitig messen kann. Solche Sachen auf der atomaren Ebene sind extrem schwierig."

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