Immanuel Bloch: Der Mann, der Kristalle aus Licht baute

Stellen Sie sich einen Eierkarton aus Laserstrahlen vor, auf wenige Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt, und in jeder Mulde ruht ein einzelnes Atom. Dieser Eierkarton ist Immanuel Blochs Laborinstrument, und mit ihm bauen Physiker Atom für Atom Modelle von Materialien, die kein Computer der Welt berechnen kann. Am 1. Oktober 2026 kürte die Wolf-Stiftung ihn zum Preisträger in Physik „für bahnbrechende Leistungen mit breiten Anwendungen bei der Kontrolle ultrakalter atomarer Systeme“; er teilt sich den Preis mit Jun Ye.

Ein deutsches Dorf und ein Kasten voller Elektronik

Bloch wurde am 16. November 1972 in Fulda im damaligen Westdeutschland geboren und wuchs in einem kleinen Dorf auf. Sein Vater war Chemiker, seine Mutter Lehrerin. Schon als Junge zogen ihn Computer und Elektronik stärker an als die Physik. Er studierte an der Universität Bonn, schloss 1995 ab, verbrachte einen Forschungsaufenthalt in Stanford und promovierte 2000 an der Ludwig-Maximilians-Universität München bei Theodor Hänsch, der 2005 den Nobelpreis für Physik erhalten sollte. Seine Dissertation behandelte Atomlaser und die Phasenkohärenz von Bose-Einstein-Kondensaten, Wolken aus Atomen, die so kalt sind, dass sie sich wie eine einzige Welle verhalten.

Von der Supraflüssigkeit zum Isolator

Mit einunddreißig wurde er Professor an der Universität Mainz, und da hatte er bereits an einem Experiment mitgewirkt, das 2002 in München veröffentlicht wurde und das Fachgebiet veränderte. Atome, die in einem Gitter aus Licht gefangen waren, flossen frei, solange sie kaum miteinander wechselwirkten, ein Zustand, den man Supraflüssigkeit nennt. Wurde das Gitter verstärkt, rasteten die Atome plötzlich ein, eines pro Gitterplatz, wie Autos im Stau. Das ist der Übergang von der Supraflüssigkeit zum Mott-Isolator, und ihn mit kontrollierbaren Atomen zu sehen, war die erste echte Quantensimulation. Sie zeigte, dass ein Atomgas die Rolle der Elektronen in einem Festkörper übernehmen kann, mit den Reglern in der Hand des Experimentators.

Seit 2008 oder 2009 leitet er eine Abteilung am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching bei München und hat einen Lehrstuhl an der Universität inne. Er führt neun Forschungsgruppen und ist Sprecher des Munich Center for Quantum Science and Technology.

Ein einzelnes Atom sehen

Seine Gruppe entwickelte später Quantengasmikroskope, die einzelne Atome in einem Gitter fotografieren und es Physikern erlauben, sie eines nach dem anderen zu verschieben. Damit hat das Team Vielteilchenlokalisierung, fermionische Mott-Isolatoren und ultrakalte polare Moleküle untersucht. Die Vielteilchenphysik beschreibt er als ein Orchester, in dem jeder eine andere Note spielt. Seine eigene Antriebsfeder ist schlicht: der Wunsch, etwas Neues auszuprobieren, das noch niemand zuvor getan hat, und, wie er einmal sagte, seiner Begeisterung zu folgen.

Die Ehrungen

Die Otto-Hahn-Medaille 2002, der Leibniz-Preis 2004, der Quantenelektronik-Preis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft 2011, der Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft 2013, der Harvey-Preis des Technion in Israel 2015 und die Stern-Gerlach-Medaille 2024 führten zum Wolf-Preis. Der Preis ist mit hunderttausend Dollar dotiert und wird bei einer Zeremonie in der Knesset im Juni 2027 verliehen.

Warum Immanuel Bloch als Genie gilt

Bloch machte aus der Unschärfe der Quantentheorie Hardware. Vor ihm war die Physik vieler wechselwirkender Teilchen ein Problem, an dem klassische Computer erstickten; nach ihm ist sie ein Problem, das man in einer Vakuumkammer aufbauen und beobachten kann. Die Gesetze der Quantenmechanik hat er nicht erfunden, aber er hat die Bühne gebaut, auf der sie aufgeführt werden können, und eine ganze Generation von Physikern lernt ihr Handwerk heute auf ihr.