Materialforschung an der Grenze des Vorstellbaren

Fundamentale Theorien in der Physik streben danach, eine der faszinierendsten Fragen der Grundlagenforschung zu beantworten: Wie funktioniert unser Universum?

Theorien werden bestätigt oder verworfen, indem die vorhergesagten Eigenschaften von Elementarteilchen, wie etwa der Elektronen, gemessen werden. Hierfür braucht es Teilchenbeschleuniger wie den Large Hadron Collider (LHC) am Cern – oder Materialwissenschaftlerinnen wie Nicola Spaldin. Mit Hilfe von Supercomputern sucht die 43-jährige ETH-Forscherin mit ihrem Team nach neuen magnetoelektrischen Materialien. Die Wissenschaftlerin hat ein Material ausgedacht, das es möglich machen soll, bestimmte fundamentale Eigenschaften des Elektrons zu messen.

Materialforschung ist ein Forschungsschwerpunkt an der ETH Zürich. Die Wahl zur Max-Rössler-Preisträgerin fiel deshalb nicht zufällig auf Spaldin. «Der Max-Rössler-Preis ist für die ETH Zürich ein visionäres und langfristiges Förderinstrument, um talentierten jungen Forschenden freies und kreatives Arbeiten zu ermöglichen», erklärt Professor Roland Siegwart, Vize-Präsident für Forschung und Wirtschaftsbeziehungen der ETH Zürich.

Kleinere und energieeffizientere Magnete
Der innovativen Forscherin, deren Team an der ETH Zürich Teil der Plattform Advanced Scientific Computing (PASC) ist, soll mit dem Preis ein zusätzlicher Schub in ihrer Forschung zuteilwerden. Neben Hochleistungsrechnern sind für Spaldin und ihr 15-köpfiges Team intensive Diskussionen wissenschaftlicher Probleme und Fragestellungen in einem interdisziplinären Umfeld essentiell. Daraus formulieren sie Anforderungen in Form von Gleichungen und Algorithmen, aus denen ein Supercomputer bis anhin unbekannte Materialien mit neuen Eigenschaften oder Funktionalitäten modelliert. Materialien, die beispielsweise starken Magnetismus und gutes elektrisches Verhalten in sich vereinen; Funktionalitäten, die in einem Material bis anhin nicht gemeinsam vorgekommen sind. Werden im Material zum Beispiel elektrische und magnetische Eigenschaften kombiniert, könnten zukünftige Bauteile mit Magneten kleiner und zudem energieeffizienter gebaut werden.

Mit dem mit 200'000 Schweizer Franken dotierten Max-Rössler-Preis möchte die Wissenschaftlerin neue Forschungsideen rasch umsetzen und den wissenschaftlichen Austausch noch stärker fördern: «Ich möchte das Preisgeld unter anderem für die Organisation von Treffen zu einem bestimmten Thema verwenden. Ein solcher Austausch in kleinem Rahmen zwischen meiner Arbeitsgruppe und auswärtigen Forschern könnte bestimmte Bereiche schneller voranbringen.» Genau das liegt dem promovierten ETH-Mathematiker Max Rössler mit seiner Donation an die ETH Zürich Foundation am Herzen: «Ich will mein Geld dort anlegen, wo etwas Neues geschaffen wird. Mein Ziel ist damit die Forschung voranzubringen und Wissen zu vermehren.»

Faszination Elektronen
Am meisten faszinieren Spaldin in ihrer Forschung Elektronen. «Für mich ist die spannendste Frage, warum Elektronen, wenn sie in grosser Anzahl in einem Material aufeinandertreffen, sich derart exotisch verhalten, dass sie beispielsweise Supraleitung ermöglichen.» Bis anhin arbeitete die Wissenschaftlerin mit Experimental-Wissenschaftlern zusammen, welche die mit Supercomputern entworfenen Materialien herstellten und testeten. Um den experimentellen Teil in Zukunft selbst durchführen zu können, baut die kreative Forscherin an der ETH Zürich nun ihr eigenes Labor auf.

Nachdem Spaldin bereits vor ihrem 2011 erfolgten Ruf an die ETH Zürich etliche Auszeichnungen erhielt, wurde ihr Anfang Jahr für ihre zukunftsträchtige Forschung eine Forschungsbeihilfe des European Research Council zugesprochen. Der Max-Rössler-Preis bereichert nun die lange Liste an Auszeichnungen. Die Wissenschaftlerin empfindet es als eine ganz besondere Ehre, von ihrer eigenen Institution ausgezeichnet zu werden.

Thanksgiving — Ein Dankeschön an die Donatoren
Der Max-Rössler-Preis wird am „Thanksgiving“-Anlass an der ETH Zürich vor 130 Gästen zum vierten Mal verliehen. Der Name des Anlasses ist Programm: Die ETH Zürich und die ETH Zürich Foundation laden jeweils Förderinnen und Förderer ein und danken ihnen für ihr Engagement. Der Preis wird jährlich ausgerichtet und ist der höchstdotierte Preis für Forschung an der ETH Zürich.
Über die ETH Zürich Foundation können Unternehmen, Privatpersonen und Stiftungen gezielt die Lehre und Forschung an der ETH Zürich fördern.
Mehr unter: www.ethz-foundation.ch.

Nach Ablauf der Sperrfrist wird auf dem ETH-Youtubekanal ein Porträt der neuen Rössler-Preisträgerin aufgeschaltet unter: http://www.youtube.com/user/ethzurich

Weitere Informationen:
ETH Zürich
Roman Klingler
Medienstelle
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