Die Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften verleiht den Akademiepreis 2009 an Dr. Matthias Staudacher

Der Preis wird für herausragende wissenschaftliche Leistungen verliehen und ist neben der Helmholtz-Medaille die höchste wissenschaftliche Auszeichnung der Akademie. Die Preisvergabe erfolgt am nächsten Leibniztag der Akademie, am 27. Juni 2009.

Matthias Staudacher gehört zu den profiliertesten theoretischen Physikern der jüngeren Generation. Geboren 1963 in München, studierte er Physik an den Universitäten Heidelberg und München (LMU) sowie an der University of Illinois in Urbana-Champaign, wo er auch 1990 über Matrixmodelle der zweidimensionalen Quantengravitation promovierte, unter der Betreuung von John Kogut.

Bereits die ersten unter seinen bislang 45 Publikationen erregten Aufsehen, mit dem Akademiepreis sollen aber seine in den letzten fünf Jahren erzielten bahnbrechenden Ergebnisse zum Verständnis der sogenannten AdS/CFT-Dualität ausgezeichnet werden. Diese Dualität wurde von Juan Maldacena in den 1990er Jahre vermutet; sie besagt, dass zwei gänzlich verschiedene physikalische Theorien, die sogar in verschiedenen Dimensionen „leben“, dieselbe physikalische Realität beschreiben, wenn man die jeweiligen Observablen entsprechend zuordnet.

Das ist insbesondere deshalb verblüffend, weil eine der beteiligten Theorien eine herkömmliche Quantenfeldtheorie vom Yang-Mills-Typ ist, die andere hingegen eine sogenannte Superstringtheorie. Die beteiligte Quantenfeldtheorie kann prinzipiell die Struktur der Materie beschreiben wie das Standardmodell der Elementarteilchenphysik und damit auch alle Wechselwirkungen mit Ausnahme der Gravitation, während die Superstringtheorie von vornherein die Gravitation berücksichtigt. Die Verbindung beider Theorien durch die vermutete Dualität hätte deshalb gute Aussichten, das Problem der „großen Vereinigung“ zu lösen, d.h. zu einer einheitlichen Theorie aller Naturkräfte zu führen.

Diesem Problemkreis ist seit Maldacenas Startsignal eine außerordentliche Fülle von physikalischer wie mathematischer Literatur gewidmet worden, die zwar viele erstaunliche Zusammenhänge aufgedeckt, aber noch zu keinem wirklichen Durchbruch geführt hat. Das ist nun Staudacher und seinen Mitarbeitern gelungen durch den Nachweis der sogenannten Integrabilität der Quantenfeldtheorie, d.h. das Auffinden einer prinzipiell exakten Berechnungsmethode; dies wäre nach mehr als 50 Jahren vergeblicher Anstrengungen übrigens das erste Beispiel einer exakt lösbaren Quantenfeldtheorie überhaupt; im Zentrum steht dabei die Entdeckung einer Variante des Bethe-Ansatzes zur exakten Lösung des Heisenbergschen Spinkettenmodells. Damit wurde es möglich, auch die Dualität auf festeren Boden zu stellen, indem erstmals eine gemeinsame Formel für die Energie in beiden Partnertheorien gefunden und erfolgreich getestet werden konnte.

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