von unserem Redaktionsmitglied 
Andreas Lösch

Ebelsbach/Regensburg — Fabian Langer schießt mit Lasern auf Kristalle und beobachtet, was passiert. Das ist sein Beruf. Was genau er untersucht? "Es ist ein Phänomen aus der Quantenmechanik", sagt er mit ruhiger Stimme. Ach so, Quantenmechanik. Na dann...
Der 24-jährige Physiker aus Ebelsbach ist Doktorand an der Universität in Regensburg und hat für das, was er macht, in den USA einen Nachwuchspreis verliehen bekommen (siehe Infokasten). Doch seine Forschungsarbeit ist noch längst nicht beendet. Er steht am Anfang einer vielversprechenden Karriere.
Wer nicht gerade ein Faible für Quantenphysik hat, wird die Stirn runzeln, wenn er erfährt, was den ehemaligen Schüler des Regiomontanus-Gymnasiums Haßfurt so beschäftigt. Der 24-Jährige betreibt mit seinen Kollegen im Labor Grundlagenforschung - gut möglich, dass daraus auch eines Tages etwas erwächst, das in irgendeiner technisierten Form Einzug in unseren Alltag erhält.

Elektronenfluss verändert sich

Wenn Fabian Langer mit Laserlicht auf Kristalle schießt, macht er das, um Effekte der Quantenphysik experimentell nachzuweisen und zu verstehen. Konkret stützt er sich dabei auf eine Vorhersage der Physiker Felix Bloch und Clarence Melvin Zener, nach der Elektronen unter bestimmten Bedingungen nicht - wie üblich - nur in eine Richtung fließen, wenn Spannung an einem Halbleiter (hier ein spezieller Kristall, der nur unter bestimmten Bedingungen elektrisch leitfähig ist) anliegt.
Im Labor an der Uni Regensburg darf Fabian Langer nun einen Laser benutzen, um der Vermutung der Physiker nachzugehen. Prompt gelang es Langer und seinen Kollegen, den Effekt nachzuweisen. Sie zeigten, dass sich Elektronen unter extrem starker elektrischer Vorspannung nicht mehr monoton in eine Richtung bewegen, sondern sehr schnell schwingen. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift "Nature Photonics" veröffentlicht. Mit einem 500 000 Euro teuren Apparat schießt das Forscherteam der Uni Regensburg Licht auf einen Halbleiterkristall und misst die Emission, sprich: das Licht, das der Kristall dabei abstrahlt. "Wir haben unser Experiment im Terahertz-Bereich getaktet", erklärt Langer.

Ziemlich kurze Zeitspanne

Die schnell aufeinanderfolgenden Lichtimpulse dauern nur wenige Femtosekunden an und machen die hohe Spannung am Leiter möglich. Femtosekunden dauern wirklich nicht sehr lange. Es ist kompliziert, und da darf man auch einmal einen schlechten Witz bemühen. Wer eine redselige Frau kennt, kann sich das ungefähr so vorstellen: Es ist die Zeit, die vergeht, die zwischen dem einen Wort liegt, das die Frau gerade beendet hat, und dem neuen Wort, das sie gleich beginnen wird. Fabian Langer erklärt es etwas anders: "Eine Femtosekunde zu einer Sekunde verhält sich etwa wie eine Minute zum Alter des Universums." Das Universum ist nach heutigem Kenntnisstand 13,7 Milliarden Jahre alt.
Wenn Fabian Langer solche Experimente macht, erhält er jede Menge Messdaten, die er auswerten muss. Der praktische Nutzen? Im Sinne von "direkt verwertbar" sind die Erkenntnisse aus dem Labor nicht, sagt Langer. Schließlich handle es sich ja um Grundlagenforschung. Dennoch kann das neu gewonnene Wissen möglicherweise einmal in der Elektronik-Industrie verwendet werden - bei der Herstellung von Transistoren.
Weil Computerbauteile immer kleiner werden, können übliche Transistoren selbst in ihrer kleinsten Form irgendwann nicht mehr verbaut werden. Transistoren dienen zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen. Mithilfe von Bauteilen in einer Größenordnung wie sie im Bereich der Quantenmechanik, also auf atomarer Ebene, möglich sind, könnten Computer noch kleiner und leistungsstärker werden.
Fabian Langer hat einen aufregenden Beruf und bekommt es alltäglich mit ziemlich komplizierten Dingen zu tun. Was macht man da als Physiker, um wieder runter zu kommen? "Kegeln", sagt Langer und lacht. Mehrmals die Woche spielt er in einem Regensburger Verein. Als er noch im Landkreis Haßberge wohnte, kegelte er regelmäßig für "Gut Holz" Zeil. Gar nicht abgehoben, der Typ.