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Siepe Forum 2001 : Preis für Entwickler neuer Plasmaquelle

25.06.2001

Der Physiker Dr. Attila Bilgic und der Chemiker Dr. Ulrich Engel sind am heutigen Abend (22.06.01)als Team mit dem Karl-Heinz-Siepe-Preis ausgezeichnet worden. Die Entscheidung über die Vergabe der mit 20.000 DM dotierten Auszeichnung wurde von der Jury beim Siepe Forum 2001 in der Universität Dortmund gefällt.

Zur Endrunde des Wettbewerbs waren zu dem neben den Siegern auch die Physikerin Dr. Katrin Heitmann und der Physiker Dr. Lars Hanke eingeladen worden. Beim Siepe-Preis geht es darum, die Verfahren und Ergebnisse herausragender Doktorarbeiten einem breiteren Publikum spannend und aufschlussreich darzustellen.

Ausschlaggebend für die Entscheidung der Jury war denn auch die Souveränität in der Präsentation der Doktorarbeit des Duos. Drei von achtzehn aus den Fachbereichen der Universität benannten Kandidatinnen und Kandidaten hatten die erste Hürde der Vorauswahl geschafft. Sie traten heute in der Universität Dortmund zur Endrunde in diesem ungewöhnlichen Wettstreit an.

Die Campus-Zeitung InDOpendet hatte die Arbeiten der Endrunden-Teilnehmer bereits in ihrer Ausgabe vom 19. Juni kurz vorgestellt:
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Analyse-Labor in Briefmarkengröße

Die Sieger, der Physiker Dr. Attila Bilgic (33 Jahre alt / beschäftigt als Projektmanager bei Infineon) und der Chemiker Dr. Ulrich Engel (29 Jahre alt / beschäftigt als Laborleiter bei Merck), stellten im dritten Kurzvortrag des Abends "Mikrowelleninduzierte Plasmen als Strahlungsquellen in der Analytischen Chemie" dar. Der Hochfrequenztechniker und der Experte für Analytische Chemie haben gemeinsam für bedeutende Neuentwicklungen gesorgt.

Chemische Analysen - beispielsweise von Lebensmitteln - sind künftig mit Chipkarten-großem Plasma-Quellen möglich. Das Labor kann "vor Ort" gehen.

Als Plasma bezeichnen die Naturwissenschaftler eine heiße Gaswolke aus Ionen und Elektronen. Sie kann chemische Elemente anregen, ein ganz bestimmtes - jeweils unverwechselbares - farbiges Licht auszustrahlen. So können Chemiker umgekehrt durch die Entschlüsselung der Farbcodes erkennen, welche Spurenelemente in Lebensmitteln enthalten sind.

Als effektive Plasmaquelle ist beispielsweise die Mikrowellen-Plasmafackel bekannt, die Plasma durch elektromagnetische Mikrowellen erzeugt. Engel und Bilgic entwickelten eine viel kleinere und für Analysen praktisch überall entsetzbare Plasma-Quelle in Form eines briefmarkengroßen Mikrochips, der in einem Kanal von 0,3 Millimeter Durchmesser das Plasma und die zu analysierende Probe zusammenbringt.

So konnten, wie InDOpendent schreibt, die beiden Doktoranden mit Hilfe eines von ihnen entwickelten Plasmachips den Quecksilbergehalt eines Lebensmittels in einer Konzentration messen, die einem Stück Würfelzucker entspricht, das in einer Talsperre aufgelöst ist (50 Gramm in einer Milliarde Liter Wasser).
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Kurz nach dem Urknall

"Wie alles begann - Über die ersten 10-10sec unseres Universums" lautete das Promotionsthema der 29-jährigen Physikerin Dr. Katrin Heitmann. Sie untersuchte den ersten Sekundenbruchteil nach dem Urknall, der vor 15 Milliarden Jahren die Entstehung des Universums auslöste. Man kann sich die Erde zu diesem Zeitpunkt als unendlich dichten Feuerball vorstellen, aus dem sich dann atomare Teilchen und ganze Galaxien entwickelten. Wirksam waren 0,0000000001 Sekunden nach dem Urknall vier fundamentale Naturkräfte, nämlich die Gravitation, der Elektromagnetismus, die starke Kraft in Atomkernen und die schwache Wechselwirkung zwischen Elektronen und Protonen.

Katrin Heitmann, die heute am National Laboratory in Los Alamos (New Mexico/USA) arbeitet, hat in ihrer Doktorarbeit eines der unterschiedlichen Modelle untersucht, die von Mathematikern und Physikern entwickelt wurden, um den Urknall und seine Folgen zu beschreiben. So konnte sie Aussagen treffen über die wahrscheinlichen Temperaturen nach dem Urknall und über die heutige Teilchenmenge des Universums.
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Aus Licht wird Wärme

Dr. Lars Hanke schließlich beschrieb im ersten Vortrag des Forums die "Transformation von Licht und Wärme in Kristallen". Der 31 Jahre alte Physiker wurde nach dem Studium in Dortmund Berater für Mikrosystemtechnologie.

Hanke interessierte die Frage: Warum geht bei einem Lichtbündel, das durch ein Kristall geschickt wird, scheinbar Energie verloren? Nicht ausreichend erscheint heute das Erklärungsmuster der Mechanik, die annahm, das Licht versetze die Kristalle in Schwingungen. Beim Resonanzprozess gehe dann Licht verloren. Diese Theorie wurde schon 1958 von dem Physiker J.J. Hopfield verworfen.

Lars Hanke bestätigte jetzt auch experimentell, dass es im Kristall keine Resonanzschwingungen gibt. Vielmehr verwandelt sich das Licht im Kristall in "Polaritonen", die die Atome in Bewegung setzen und somit erwärmen. Die Lichtenergie wird im Kristall also in Wärme verwandelt.

Ähnliche Phänomene finden sich auch bei der Absorption von Licht auf farbigen Gegenständen: So lassen grüne Blätter rotes Sonnenlicht verschwinden. Auch sie erwärmen sich und zerplatzen nicht.
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Zweite Vergabe des Karl-Heinz-Siepe-Preises

Die fünfköpfige Jury mit Unternehmer Karl-Heinz Siepe, Oberbürgermeister Dr. Gerhard Langemeyer, Wissenschaftsjournalist Dr. Wolfgang Borgmann (Stuttgarter Zeitung), Philosophie-Professorin Dr. Brigitte Falkenburg sowie Rektor Prof. Dr. Albert Klein zeichnete nach kurzer Beratung Dr. Heitmann und Dr. Hanke mit jeweils 5.000 DM aus. Den Hauptpreis in Höhe von 20.000 DM erkannte das Gremium dem Team Dr. Engel und Dr. Bilgic zu. Für alle Auszeichnungen gilt, dass die Geldgewinne frei genutzt werden können.

Durch den Wettbewerb führte Prof. Dr. Elisabeth Wacker, Prorektorin für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs der Uni Dortmund.

Der Karl-Heinz-Siepe-Preis war in diesem Jahr zum zweiten Mal ausgelobt worden. Beteiligen können sich Doktorandinnen und Doktoranden aus den natur- und ingenieurwissenschaftlichen Bereichen der Universität Dortmund, die Spitzenleistungen erbracht haben. Innovation, Kreativität und fächerverbindendes Denken sollen im Vordergrund stehen.

Der Dortmunder Unternehmer Karl Heinz Siepe hat sich mit der Stiftung des Preises zum Ziel gesetzt, den Wert der Natur- und Ingenieurwissenschaften zu unterstreichen und in den Blickpunkt der Öffentlichkeit zu rücken. Der Geschäftsführende Gesellschafter einer Unternehmensgruppe, die mehr als 1000 Naturwissenschaftler, Ingenieure und Betriebswirte als Planer und Berater in unternehmerischen Prozessen beschäftigt, ist auch Vorstandsmitglied der Gesellschaft der Freunde der Universität Dortmund. Der Unternehmer und Vorstandschef der Siepe AG Consulting Partners erklärte in seinem Grußwort:

"Wenn die Natur- und Ingenieurwissenschaften so wenig attraktiv für unsere Jugend sind, wie es die aktuellen Zahlen belegen, dann stellt sich die Frage, ob die Relationen noch stimmen, ob wir nicht an dem Ast sägen, auf dem wir sitzen.

Ich kann mir unsere Volkswirtschaft ohne Rohstoffe, ohne deren Verarbeitung und Veredelung vorstellen. Aber ich kann mir die Zukunft unserer Volkswirtschaft - und ganz besonders unserer Region - nicht ohne Naturwissenschaftler, ohne Ingenieure, ohne Informatiker, ohne Techniker vorstellen. Wenn wir über die neue Wirtschaft, über die zu fördernden Kompetenzfelder diskutieren, dann sprechen wir nicht über Rechtsanwälte und Steuerberater, über Geisteswissenschaftler und Ärzte, die wir gewiss auch alle brauchen, sondern wir sprechen dann über Information und Kommunikation, über Bio- und Gentechnologie, über Verkehr und Logistik, über Mikrostrukturtechnik und Medizintechnik, über neue Energieformen und neue Werkstoffe. Und dazu brauchen wir im weitesten Sinne Menschen, die unsere technische Welt verstehen und weiter entwickeln können. Wir brauchen Innovationsschaffende und nicht Innovationsverwalter.

Dieser Preis soll ein besonderer Anreiz sein, die Natur- und Ingenieurwissenschaften bei unserer Jugend attraktiver zu machen und zu herausragender Leistung anzuspornen."

Klaus Commer | idw

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