Jun Ye: Die Uhr, die in 15 Milliarden Jahren keine Sekunde verliert

Irgendwo in einem Labor in Boulder, Colorado, hängen Tausende Strontiumatome in einem Gitter aus Laserlicht, und jedes von ihnen tickt Hunderte von Billionen Mal pro Sekunde. Die Uhr, die sie bilden, ist so stabil, dass sie, würde man sie laufen lassen, in etwa fünfzehn Milliarden Jahren – ungefähr dem Alter des Universums – weder eine Sekunde gewinnen noch verlieren würde. Der Mann, der sie gebaut hat, Jun Ye, wurde in Shanghai geboren, wuchs größtenteils bei seiner Großmutter auf und wurde am 1. Oktober 2026 Träger des Wolf-Preises für Physik.

Shanghai, 1967

Jun Ye wurde 1967 in Shanghai geboren. Sein Vater war Marineoffizier, seine Mutter Umweltwissenschaftlerin; einen Großteil seiner Kindheit verbrachte er bei seiner Großmutter. 1989 erwarb er an der Shanghai Jiao Tong University einen Bachelor in Physik, überquerte dann den Pazifik an die University of New Mexico und schloss dort 1991 bei Marlan Scully einen Master in theoretischer Quantenoptik ab.

Der Nobelpreisträger am Ende des Flurs

Für seine Promotion wechselte er an die University of Colorado Boulder und schloss sie 1997 bei John L. Hall ab, der 2005 den Nobelpreis für Physik für Arbeiten zur Laserpräzision und zu Frequenzkämmen mitgewann. Nach einem Millikan-Stipendium am Caltech bei Jeff Kimble kehrte Ye 1999 nach Boulder ans JILA zurück, das gemeinsame Institut der University of Colorado und des National Institute of Standards and Technology, und wurde 2001 Full Fellow. Dort ist er bis heute geblieben.

Atomen das Zeitmessen beibringen

Eine Atomuhr zählt die Schwingungen eines Atoms. Je höher die Frequenz und je ruhiger das Atom, desto feiner der Takt. Ye kühlt Strontiumatome fast bis zum absoluten Nullpunkt und fängt sie in einem optischen Gitter, einem Raster aus stehendem Laserlicht. Weil sich die Atome kaum bewegen, kann ein Laser ihre ultrastabile Schwingung lange abtasten, und diese Schwingung wird zum Schlag der Uhr. 2018 erreichte seine dreidimensionale Quantengasuhr über etwa sechs Stunden eine relative Präzision von 2,5 Teilen in zehn Trillionen. 2022 nutzte seine Gruppe die Uhr, um Einsteins gravitative Rotverschiebung über eine nur einen Millimeter hohe Probe zu messen – und sah, wie die Zeit unten ein klein wenig langsamer läuft als oben.

Solche Uhren sind keine Kuriositäten. Sie verfeinern Satellitennavigation und Kommunikation, spüren winzige Änderungen von Schwerkraft und Magnetfeldern auf und prüfen, ob die Naturkonstanten wirklich konstant sind. Außerdem arbeitet er mit Frequenzkämmen und Quanteninformation.

Die Auszeichnungen

Ye erhielt 2007 den I.-I.-Rabi-Preis für atomare, molekulare und optische Physik, 2011 die Wahl in die National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten, 2015 den Presidential Rank Award, 2019 den Norman F. Ramsey Prize, den Breakthrough Prize in Fundamental Physics (2021 bekannt gegeben, geteilt mit Hidetoshi Katori) sowie 2022 die Ehrenmedaille des Niels-Bohr-Instituts. 2018 trat er im Dokumentarfilm The Most Unknown auf Netflix auf. Am National Institute of Standards and Technology besitzt er fünf Gold Medals des Handelsministeriums.

Warum Jun Ye als Genie gilt

Ye hat eine stille, nahezu unmögliche Disziplin in ein Werkzeug verwandelt, das im Labor die Form der Raumzeit vermisst. Die meisten Wissenschaftler jagen neuen Phänomenen nach; Ye jagt einem kleineren Fehlerbalken, immer wieder, bis der Fehlerbalken selbst zur Entdeckung wird. Seine Uhren sagen nicht bloß die Zeit an. Sie verraten uns, mit einer Präzision, die niemand für erreichbar hielt, wie das Universum sie hält.