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24.05.2018
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Hirosi Ooguri erhält Hamburger Preis für Theoretische Physik

Der mit 100 000 Euro dotierte Hamburger Preis für Theoretische Physik geht in diesem Jahr an den japanischen Physiker Hirosi Ooguri. Der im Jahr 1962 geborene Ooguri ist Professor am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena (USA). Er ist einer der weltweit führenden Experten der sogenannten topologischen Stringtheorie, die sich mit mathematischen Aspekten der Superstringtheorie beschäftigt – einem wichtigen Pfad hin zu einer allumfassenden Theorie über die Natur unseres Universums.

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Prof. Hirosi Ooguri (Foto: © Caltech/Bill Youngblood)
In seinen Arbeiten ist es Ooguri gelungen, viele physikalische Phänomene mit der Stringtheorie berechenbar zu machen. Dabei hat er bedeutende mathematische Schwierigkeiten der Stringtheorie überwunden. Mit seiner Forschung über die Quantenmechanik von Schwarzen Löchern knüpft Ooguri darüber hinaus an die Forschung des kürzlich verstorbenen Physikers Stephen Hawking an.

Der Hamburger Preis für Theoretische Physik ist 2018 erstmals mit einem Preisgeld von 100 000 Euro ausgestattet. Er wird von der Joachim Herz Stiftung gemeinsam mit dem Wolfgang-Pauli-Centre der Universität Hamburg, dem Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY sowie dem Hamburg Centre for Ultrafast Imaging der Universität Hamburg vergeben. Er ist einer der am höchsten dotierten Wissenschaftspreise in Deutschland. „Die Joachim Herz Stiftung freut sich, dass mit Ooguri nicht nur ein exzellenter Theoretischer Physiker, sondern auch ein brillanter Lehrer ausgezeichnet wird. Ooguris Beiträge haben die Forschung in der Superstringtheorie in den letzten Jahren erheblich vorangebracht“, sagt Dr. Henneke Lütgerath, Vorstandsvorsitzender der Joachim Herz Stiftung.

Am Wolfgang-Pauli-Centre blickt man dem Aufenthalt von Ooguri mit großen Erwartungen entgegen. „Wir freuen uns sehr darauf, unsere Forschungsarbeit im persönlichen Gespräch mit Ooguri zu diskutieren. Daraus erhoffen wir uns Anregungen, die unsere Forschung in der String- und Quantenfeldtheorie gegenseitig befruchten werden“, sagt Professor Volker Schomerus, Juryvorsitzender für die Preisvergabe, Leitender Wissenschaftler bei DESY und Sprecher des Wolfgang-Pauli-Centre.

Das 2013 gegründete Institut bündelt die Forschungsaktivitäten in der Theoretischen Physik und erforscht Fragestellungen der Teilchenphysik, der Kosmologie, der mathematischen Physik, der Atom- und Laserphysik und vieler anderer Themen. Auch im Bereich der Stringtheorie ist es aktiv.

Ooguri wird den Preis am 7. November 2018 im Planetarium Hamburg entgegennehmen. „Ich fühle mich sehr geehrt, dass die Jury meine Arbeit mit dem Hamburger Preis für Theoretische Physik auszeichnet. Auf den engen persönlichen Austausch mit meinen Kolleginnen und Kollegen bei DESY und an der Universität Hamburg freue ich mich sehr“, so Ooguri, der nach der Preisverleihung zu Forschungsaufenthalten nach Hamburg kommen wird.

Ooguri kam im Jahr 2000 als Professor für theoretische Physik an das Caltech. Dort ist er Fred-Kavli-Professor und Direktor des Walter-Burke-Institutes für Theoretische Physik. Zugleich ist er Leiter des Kavli-Instituts für Physik und Mathematik des Universums an der Universität Tokio, seit kurzem ist er Präsident des Aspen Center for Physics. Ooguri erhielt zahlreiche Auszeichnungen. Unter anderem ist er Fellow der American Academy of Arts and Sciences und er erhielt den Leonard-Eisenbud-Preis für Mathematik und Physik.

Seit der Entwicklung der Quantenmechanik vor gut einem Jahrhundert hat die Physik ein gutes Verständnis für die Natur der kleinsten Bausteine des Universums und für das Verhalten des Kosmos insgesamt entwickelt. Unsere Welt ist aus Atomen aufgebaut, in denen Elektronen um einen Kern „kreisen“. Dieser Atomkern wiederum setzt sich aus Protonen und Neutronen zusammen. Doch auch hier ist noch nicht Schluss: Die Protonen und Neutronen bestehen aus je drei sogenannten Quarks. Wie all diese Bausteine miteinander in Wechselwirkung treten, beschreibt die Elementarteilchenphysik. Allerdings versagt das Standardmodell der Teilchenphysik noch, wenn es darum geht, die Schwerkraft zu erklären. Sie wird seit fast hundert Jahren sehr präzise mit der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein beschrieben. Eine allumfassende Theorie jedoch, eine „Theory of Everything“, müsste beide physikalischen Phänomene zugleich beinhalten.

Der wohl vielversprechendste Ansatz für eine solche allumfassende Erklärung ist die Superstringtheorie. Sie wird seit den 1980er Jahren intensiv verfolgt. Die Grundidee: Die Elementarteilchen sind keine punktförmigen Teilchen ohne räumliche Ausdehnung, sondern Strings – kleine schwingende Saiten, etwa wie Gummibänder. Mathematisch lässt sich folgern, dass sich diese Strings nicht nur in einem dreidimensionalen Raum ausdehnen, sondern mindestens neun räumliche Dimensionen haben müssen. In unsere dreidimensionale Welt passen sie trotzdem: Denn die Strings sind in sechs dieser Dimensionen in ganz kleine Bündel aufgerollt, sodass in der menschlichen Wahrnehmung – und auch allen bisherigen physikalischen Messungen – nur die bekannten drei Raumdimensionen und die Zeit erscheinen. Mit diesen Konstrukten, so die Hoffnung der Wissenschaftler, lässt sich die Physik zur „Theory of Everything“ zusammenfassen.

Ooguri erforscht die mathematische Struktur dieser Strings. Daraus lassen sich auch Folgerungen für eine ganze Reihe anderer Gebiete der Physik ableiten. So kann man beispielsweise die sogenannten Quark-Gluon-Plasmen mit den von Ooguri vorangebrachten mathematischen Methoden gut beschreiben. Solche Plasmen entstehen unter extremen Bedingungen in Teilchenbeschleunigern oder in besonders energiereichen Prozessen im Weltraum. Sie sind außerdem für die Kosmologie hochgradig relevant. Denn nach der gängigen Urknalltheorie bestand unser Kosmos in den ersten Bruchteilen von Sekunden aus einem solchen Quark-Gluon-Plasma.

Auch in der Popularisierung seiner Forschung ist Ooguri sehr erfolgreich. Er hat sechs Bücher in japanischer Sprache verfasst, die über 300 000-mal verkauft und ins Chinesische und Koreanische übersetzt wurden. Seine „Einführung in die Superstringtheorie“ wurde mit dem wichtigsten japanischen Preis für Wissenschaftsliteratur ausgezeichnet. Er war wissenschaftlicher Berater des 3D-Planetariumsfilms „Der Mann aus den neun Dimensionen“, den die Internationale Planetariumsgesellschaft 2016 als besten Lehrfilm ausgezeichnet hat.

Pressemeldung der Joachim Herz Stiftung