Rethinking Physics
100 Jahre Quantenmechanik – Zeit für eine weibliche Perspektive!
Vor über 100 Jahren begann die Quantenrevolution. Zuerst stellte der deutsche Physiker Max Planck seine Quantenhypothese vor. Mit der Entdeckung des Quantensprungs warf er die Vorstellungen der klassischen Physik radikal über den Haufen. 1925 wurde die Quantenmechanik mathematisch formuliert. Die moderne Physik war geboren, als Fundament für ein neues Weltverständnis und Basis für Hightech wie Laser, Computerchips und Solarmodule. An ihrer Wiege standen vor allem Männer. Für Frauen waren die Hürden auf dem Weg in die Wissenschaft damals erheblich. Sie mussten lange und hart um ihre Anerkennung kämpfen.
Erst ab 1900 durften sich Frauen an deutschen Universitäten regulär immatrikulieren, waren nicht mehr nur Zaungäste der Bildung. Noch nahezu zwei Jahrzehnte vergingen, bis in Deutschland die ersten Wissenschaftlerinnen zur Habilitation zugelassen wurden und die Lehrbefugnis für Hochschulen erhielten.
Rollenvorbilder: Zeit für eine weibliche Perspektive!
Die Ahnengalerie der Physik verzeichnet deshalb bislang nur wenige „große Frauen “ – wie die zweifache Nobelpreisträgerin Marie Curie oder Lise Meitner, erste Professorin für Physik in Deutschland. Fast in Vergessenheit geraten wären zum Beispiel die brillanten Beiträge zur Quantenphysik der Mathematikerin, Physikerin und Philosophin Grete Hermann. Ihre Arbeiten zu den Grundlagen und der Interpretation der Quantenmechanik aus den 1930er-Jahren sind noch heute wegweisend, blieben in der Wissenschaftscommunity aber weitgehend unbekannt. Ein nordirischer Physiker kam rund 30 Jahre später zu ähnlichen Schlussfolgerungen und entwickelte daraus die Bellsche Ungleichung. Das zeigt, wie weit Grete Hermann ihrer Zeit voraus war. Erst seit einigen Jahren wird sie wiederentdeckt. Inzwischen trägt ein internationales Forscherinnen-Netzwerk ihren Namen, das am Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat – Complexity and Topology in Quantum Matter angesiedelt ist.
Doch die Zeiten ändern sich. Frauen sind dabei, die Physik zu erobern. Denn: Quantenphysik ist auch weiblich. Noch aber ist viel Luft nach oben. So gingen bisher lediglich fünf Physik-Nobelpreise an Frauen, 222 an Männer. Neu denken setzt aber nicht allein hier an. Die Frauenporträts in dieser Ausstellung zeugen von der Leidenschaft für Physik. Sie stehen für Wissenschaft frei von gesellschaftlichen Zuschreibungen, Konstruktionen und Stereotypen. Begeisterung auf Augenhöhe. Lassen Sie sich inspirieren!
Greift nach den Sternen
Alina liebt Höhenflüge. „Mich hat der Sternenhimmel schon als kleines Mädchen fasziniert. Deshalb konnte ich den Physikunterricht in der Schule kaum erwarten. Weil die Raumfahrt viel mit Physik zu tun hat und dieses Fach mir dabei hilft, die Naturgesetze und das Universum besser zu verstehen.“ Als der deutsche Astronaut Alexander Gerst 2018 zu seiner zweiten Mission in den Weltraum startete, saß Alina begeistert vor dem Fernseher und ging in Gedanken mit auf Expedition.
Fast jedes Wochenende ist Alina inzwischen in der Luft und nimmt Flugstunden für ihren Segelflugschein: „Mein größtes Hobby neben der Physik!“ Schneller, höher, weiter – dieses Motto lebt sie. Der Physik-Leistungskurs konnte Alinas Wissensdurst bald nicht mehr stillen, deshalb studierte sie mit 16 Jahren Physik im Frühstudium: fünf Semester an der Universität, parallel zum Gymnasium. Ganz praktisch kann sie aber genauso: Mit einem selbstgebauten Minisatelliten für die Waldbrandprävention, so klein wie eine Getränkedose, räumten Alina und ihre Crew beim deutschen Schülersatellitenwettbewerb „Cansat“ den ersten Preis ab. „Im Europa-Finale wurden wir von der Europäischen Weltraumorganisation sogar als 'Most Professional Team' ausgezeichnet“, sagt sie stolz.
Mit dem Ziel, mehr Kunststoffmüll zu recyceln, entwickelte Alina ihr eigenes Forschungsprojekt. Beim Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ heimste sie dafür mehrere Preise ein. Ihre Idee: Die unterschiedliche elektrostatische Aufladung von Kunststoffen zu nutzen, um sie besser sortenrein trennen zu können. Sie meldete ein Patent an. Eine Kooperation mit einem Unternehmen gibt es ebenfalls, um erste Schritte in Richtung Marktreife zu gehen. „Ich mag es, die Welt zu verändern und etwas Positives zu bewirken“, so Alina. „Nach dem Abi habe ich mich zur Rettungssanitäterin weitergebildet, um einen Beitrag für die Gesellschaft zu leisten.“ Mittlerweile studiert sie wieder Physik – und erfüllt sich in Zukunft vielleicht ihren Traum: als Astronautin zu den Sternen aufzubrechen.
Alina Bachmann hat 2021 mit 16 Jahren ein Frühstudium in Physik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main gestartet.
Zusammen mit dem Team „Astra Aether“ des Kaiserin-Friedrich-Gymnasiums Bad Homburg holte Alina 2023 den Sieg im deutschen Schülersatellitenwettbewerb „CanSat“, bei dem es um die Entwicklung und den Bau eines Minisatelliten in der Größe einer Getränkedose (Can) geht. Es folgte die Teilnahme an der 2023 European Cansat Competition in Spanien, wo „Astra Aether“ von der Europäischen Weltraumorganisation esa als „Most Professional Team“ ausgezeichnet wurde. Das Team wurde in der „Sendung mit der Maus“ vorgestellt sowie zum „Italian National Space Day“ in die italienische Botschaft in Berlin eingeladen und traf den italienischen esa-Astronauten Roberto Vittori.
Für ihr Forschungsprojekt „Polyselect – sortenreine Trennung von Kunststoffen durch elektrische Felder“ zur Verbesserung des Recyclings wurde sie beim Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ 2023 in der Kategorie Technik mit zwei Preisen ausgezeichnet.
2023 schloss Alina ihr Abitur mit den Leistungskursen Mathematik und Physik an der Humboldtschule Bad Homburg ab. Als eine der beiden Jahrgangsbesten in Physik wurde sie mit dem Abiturpreis des Gymnasiums ausgezeichnet. Außerdem wurde sie gemeinsam mit Mitschülerinnen für ihren Einsatz im Rahmen eines Dialog-Projekts mit einer Schule in Tansania geehrt. Nach dem Abi bildete sie sich zur Rettungssanitäterin weiter.
Seit 2023 ist sie für die hessische Landeskoordination in die Durchführung der Internationalen Physik Olympiade sowie der International Junior Science Olympiade eingebunden.
2024 ist sie erneut bei „Jugend forscht“ gestartet, diesmal in der Kategorie Physik, und hat für ihr Projekt „Polyselect – Plastiksortierung durch Elektrizität“ den dritten Preis sowie ein Preisgeld der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften gewonnen. Zusätzlich erhielt sie einen Sonderpreis von der Ernst A. C. Lange-Stiftung – eine Einladung zum „London International Youth Science Forum“. Erkenntnisse aus ihrem Polyselect-Projekt stellte sie 2024 auf den Frühjahrstagungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Greifswald und Berlin in Posterpräsentationen vor. Außerdem vertrat Alina ihr Projekt im Namen von „Jugend forscht“ 2024 auf der Weltleitmesse achema. Für das 18. esd-Forum in Dresden schrieb sie ihre erste Veröffentlichung „Plastiksortierung durch Elektrizität“ und präsentierte sie vor Ort. In Kooperation mit einem Unternehmen erarbeitet sie aktuell ein Konzept zur Sortierung von Flaschendeckeln.
Bei Videodrehs für die „Sendung mit der Maus“ 2024 zum Thema Raumfahrt lernte Alina ihr Vorbild, den deutschen esa-Astronauten Dr. Alexander Gerst, persönlich kennen.
Seit Herbst 2024 studiert Alina Physik in Frankfurt am Main.
Arbeitet auf dem Holodeck
Das Raumschiff Enterprise hat Amelie zur Physik gebracht. „Als ich Kind war, liefen im Fernsehen die alten Star-Trek-Serien. Die habe ich geliebt und sie haben mein Interesse für Physik geweckt“, erzählt sie. „In den Science-Fiction-Geschichten ging es unter anderem um Schwarze Löcher, Holografie, Gravitation, also Schwerkraft, oder Wurmlöcher – Begriffe, mit denen sich auch Physiker:innen beschäftigen, aber natürlich in völlig anderen Zusammenhängen.“
Heute forscht Amelie tatsächlich auf dem Holodeck, nur nicht im All, sondern an der Universität: Holografie und Schwerkraft gehörten zu den zentralen Themen ihrer Masterarbeit. „Mich hat es schon immer interessiert, Gegenstände auseinanderzunehmen und wieder zusammenzubauen. Denn ich wollte verstehen, wie sie funktionieren und was hinter den Dingen steckt. In der Physik habe ich bereits sehr früh mein Werkzeug dafür gefunden. Vor allem theoretische Modelle und komplexe Berechnungen begeistern mich.“
„Ich weiß, dass ich gute Physik machen kann, gute Arbeit leisten – und die will ich auch veröffentlichen. Ich möchte etwas zur Wissenschaft beitragen, zum Gesamtwissen der Menschheit“, sagt Amelie. Außerdem gehe es in der Physik sehr kommunikativ zu, mit viel Teamwork. Ihr Forschungsthema weiterführen, eine akademische Karriere, Professorin werden – Amelie will dem durchaus noch männlich geprägten Fach ihren Stempel aufdrücken, ihre Ideen verwirklichen: „Physik ist für mich eine Sprache, die die Wirklichkeit abbildet, erklärt und vorhersagt. Einfach total spannend!“
Amelie Mierau arbeitete nach ihrem Einser-Abitur ab 2016 ein Jahr als Freiwillige bei „Alut Givat Brener“, einer Pflegeeinrichtung für autistische Menschen in Israel. Ab 2017 studierte sie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg Physik. 2021 schloss sie ihren Bachelor ab und begann 2022 ein Masterstudium in Theoretischer Physik. Ihre Abschlussarbeit hat sie zum Thema „Verbesserter holographischer Mott-Isolator: Dualität zwischen Nullstellen und Polen in der fermionischen Green-Funktion“ geschrieben. Noch als Studentin stellte sie Zwischenergebnisse ihrer Masterstudie 2024 in einem Vortrag und einer Posterpräsentation auf der Veranstaltung „TPI School on QFT and Holography: Entanglement and Symmetries“ an der Friedrich-Schiller-Universität Jena vor.
Parallel zum Studium betreute sie Studierende unter anderem in Klassischer Physik, Elektrodynamik und Statistik. Zudem übernahm sie die Betreuung von Medizinstudierenden im Praktikum zu Grundlagenversuchen.
Seit 2024 promoviert sie an der Universität Bonn zum Thema: „Streuamplituden aus Feynman-Integralen mithilfe von Integrabilität und holographischen Werkzeugen“.
Sie engagiert sich seit 2022 in der Studentischen Queer-Feministischen Abteilung für Diversität und Gleichberechtigung.
Schätzt Vielfalt
Ein Studium, viele Chancen: „Mit der Physik verbinden sich unglaublich vielfältige Möglichkeiten und Berufswege. Ob Astrophysik, Biophysik, Festkörperphysik – mit einem Physikstudium ist später vieles drin. Deshalb habe ich mich dafür entschieden“, sagt Anja. Eines war ihr allerdings schon zeitig klar: Ihr Arbeitsgebiet sollte auf jeden Fall mit Naturwissenschaften zu tun haben – und auch mit Mathematik. „Das finde ich einfach spannend, und Mathe hat mir immer Spaß gemacht.“
Forschungsaufenthalt in Bologna, Auslandssemester in Dublin, Konferenz in Las Vegas, Summer Schools in Stockholm und San Sebastian: Durch ihr Studium und ihre Forschungen ist Anja ziemlich herumgekommen. „Gerade bei Forschungsaufenthalten kann man viel lernen, neues Wissen aufnehmen und dann mit neuen Fähigkeiten zu seiner Arbeitsgruppe zurückkommen“, sagt sie. „Außerdem ist es eine bereichernde und prägende Erfahrung, Auslandsaufenthalte und eigene Projekte mit einem neuen Team zu organisieren. Dabei haben mich meine Mitstudierenden motiviert und bestärkt, den Mut hierfür aufzubringen.“
Erfolg ist für Anja nicht nur eine Frage von Abschlusstiteln, Noten oder Auszeichnungen. „Mein Weg in die Wissenschaft fühlte sich für mich das erste Mal wirklich erfolgreich an, als ich merkte, wie viel Spaß ich daran habe“, so die Doktorandin. „Das war während meiner Masterarbeit in Theoretischer Physik. Es ging um den thermischen Transport in Spin-Leitern und dessen Beschreibung durch konforme Feldtheorie. Ein Bereich, von dem ich vorher keine Ahnung hatte und der mir sehr fremd erschien. Doch nach erfolgreichem Abschließen dieses Projekts kann ich sagen: Die Projektarbeit an der Uni, das Erlernen und Anwenden neuer Methoden und auch das Vorstellen der Forschungsergebnisse haben mir viel Spaß gemacht.“
Anja Wenger begann ihr Physikstudium 2016 an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. An den Bachelor schloss sie 2019 direkt ihr Masterstudium an, das sie als Erasmus-Studentin mit einem Auslandssemester am Trinity College Dublin in Irland startete. Danach kam sie zurück nach Würzburg, wo sie 2022 ihren Masterabschluss mit Note 1 ablegte und den Wilhelm Conrad Röntgen-Studienpreis des Physikalischen Instituts der Fakultät für Physik und Astronomie der Würzburger Universität erhielt. Ihre Masterarbeit schrieb sie zum Thema „Thermischer Transport in schwach gekoppelten Spin-½-Heisenberg-Leitern“.
Seitdem ist sie Doktorandin in Würzburg. 2022 nahm sie an der Quantum Connections Summer School in Stockholm (Schweden) teil und 2023 an der Topological Matter School in San Sebastian (Spanien). Sie hielt Vorträge auf dem American Physical Society's March Meeting 2023 in Las Vegas (Usa) sowie auf den Frühjahrstagungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 2023 in Dresden und 2024 in Berlin (Deutschland). Zudem absolvierte sie 2024 einen Forschungsaufenthalt an der Universität von Bologna (Italien). Sie promoviert in Theoretischer Physik und beschäftigt sich derzeit unter anderem mit der Durchführung von ab initio Berechnungen zur Analyse von Quantenmaterialien.
Während ihres Studiums betreute sie als Lehrassistentin unter anderem Laborpraktika.
Seit 2023 ist Anja Vertreterin für die Nachwuchsforscher:innen von ct.qmat in der Quantum Matter Academy und im Rahmen dieser Funktion seit 2024 Mitglied im ct.qmat-Lenkungsausschuss. Seit 2024 engagiert sie sich darüber hinaus als stellvertretende Gleichstellungsbeauftragte der Fakultät für Physik und Astronomie.
Bleibt hartnäckig bis zum Aha-Moment
Clara liebt klare Antworten – und das hat sie letztlich zum Physikstudium nach Dresden und in die Forschung geführt. „In den Naturwissenschaften kann man sich nicht vor überprüfbaren Aussagen drücken. Entweder stellt sich die Antwort auf eine Frage als richtig oder als falsch heraus. Glaubt man eine Lösung gefunden zu haben, muss man beweisen, ob sie stimmt – oder eben nicht. Wenn das nicht gelingt, heißt es: Weitersuchen.“ Hartnäckig zu sein und dranzubleiben, das zahle sich in der Wissenschaft aus, so die Doktorandin.
„Klar gibt es Durststrecken. Aber ich erlebe immer wieder Aha-Momente, die mich stolz machen und voranbringen“, sagt Clara. Für ihre Doktorarbeit untersucht sie Eigenschaften und Effekte, die an der Oberfläche bestimmter supraleitender Materialien auftreten. „In der Physik gibt es so viele spannende Fragen, die noch nicht oder nicht vollständig beantwortet sind! Manchmal geht man fünf Mal in die falsche Richtung und nimmt zehn Umwege, bis der Groschen fällt und ein sinnvolles Ergebnis herauskommt. Wenn ein Zusammenhang plötzlich deutlich und verständlich wird, das ist ein besonderer Augenblick.“ Inspiration und Motivation findet sie bei den Kolleg:innen, mit denen sie zusammenarbeitet und die ihre Promotion betreuen. „Wissenschaft ist Teamwork von vielen, die einen Beitrag zu neuen Erkenntnissen leisten.“
„Im Physikleistungskurs in der Schule war ich noch das einzige Mädchen. Jetzt sind in meiner Arbeitsgruppe fast die Hälfte Frauen. Doch das ist eine Ausnahme. Insgesamt sind wir noch viel zu wenige. Ich würde mich freuen, wenn sich das ändert“, betont Clara. Gleiche Chancen für alle in der Physikcommunity sind ihr wichtig. Als stellvertretende Gleichstellungsbeauftragte engagiert sie sich gegen geschlechtsspezifische Vorurteile bzw. unbewusste Stereotypen. Denn sie legen Talenten unnötig Steine in den Weg.
Nach einem Einser-Abitur mit den Leistungskursen Physik und Mathematik studierte Clara Lapp ab 2016 an der Technischen Universität Dresden Physik. Während ihres Studiums betreute sie zuerst als studentische, dann als wissenschaftliche Hilfskraft Studierende jüngerer Semester als Übungsleiterin.
2019 erlangte sie ihren Bachelorabschluss, 2021 schloss sie ihr Masterstudium erfolgreich ab. Jetzt forscht Clara in Dresden als Doktorandin in der Arbeitsgruppe „Theorie der kondensierten Materie“ zu Majorana-Quasiteilchen an der Oberfläche bestimmter Supraleiter – das sind vielversprechende Teilchen für den Quantencomputer. Außerdem ist sie seit Ende 2021 stellvertretende Gleichstellungsbeauftragte der Fakultät Physik.
Ist in der Hall of fame
Claudia ist eine Grenzgängerin zwischen Chemie und Physik. Die Direktorin am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden designt neuartige Quantenmaterialien, welche die Computerindustrie revolutionieren und die Energieeffizienz maximieren könnten. Sie pflegt ein globales Wissenschaftsnetz und gehört international zu den viel zitierten Forschenden. 2023 wurde Claudia von der deutschen Wirtschaftszeitschrift „Manager Magazin“ in die Hall of Fame der deutschen Forschung gewählt.
Als eines von sechs Kindern, davon vier Jungs, sollte ihr Weg eigentlich nicht aufs Gymnasium und eher in den sozialen Bereich führen. Doch ein Grundschullehrer weckte früh ihr Interesse für Physik. Später wurde ihr Talent für Mathe und Chemie erkannt. Claudia kam doch zu einer gymnasialen Ausbildung und belegte naturwissenschaftliche Leistungskurse. Dennoch studierte sie zunächst Sonderpädagogik. Ihr Herz aber schlug für komplexe Formeln und Berechnungen. Sie wechselte zur Chemie, würzte das Ganze mit Physik und legte dann eine steile Karriere hin – bis ganz an die Spitze, zur Direktorin an einem Max-Planck-Institut. „Ich bin eigentlich immer ein bisschen unterm Radar geflogen, mich hatte man nicht auf dem Schirm“, so die Festkörperchemikerin. Ihr „Geheimrezept“: Spaß am Forschen und Entdecken.
Claudia hat viele internationale Preise gewonnen, renommierte Institutionen weltweit freuen sich über ihre Mitgliedschaft. Worauf sie besonders stolz ist? „Auf meine wunderbare Tochter, die gerade zum Thema Batterieforschung promoviert, und meine zwei Enkelkinder!“ Claudia hat ihr Kind allein großgezogen und weiß, dass es nach wie vor nicht einfach ist, Familie und Beruf zu vereinen: „Auch wenn sich manches verbessert hat, es gibt zu wenig Möglichkeiten zur Kinderbetreuung in Deutschland.“ Weitere Hindernisse, die wissenschaftliche Laufbahnen bremsen: „Die Vorurteile müssen verschwinden, die den Geschlechtern und speziell Frauen bestimmte Begabungen zuschreiben und andere absprechen. Oft fängt das in der Pubertät an.“ Claudias Tipp für Nachwuchsforscherinnen: „Nicht aufhalten lassen, Mentoringprogramme nutzen und netzwerken!“
Claudia Felser studierte an der Universität zu Köln Anorganische Chemie. Nach ihrem Diplom 1989 blieb sie als Doktorandin an der Uni und promovierte 1994 in Chemischer Physik. In dieser Zeit bekam sie auch ihre Tochter.
Bis 1995 forschte sie als Postdoktorandin am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart und bis 1996 am Jean Rouxel Institute of Materials im französischen Nantes. Danach war sie Assistenzprofessorin an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, wo sie 2001 in Anorganischer Chemie habilitierte. Nach einer Zwischenzeit als assoziierte Professorin war sie dort von 2003 bis 2014 Lehrststuhlinhaberin.
Seit 2011 ist Claudia Direktorin am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden und seit 2012 Honorarprofessorin der Technischen Universität Dresden. 2019 war sie zudem Gastprofessorin für Physik/Angewandte Physik an der Harvard University. Claudia gehört zu den 25 Gründungsmitgliedern von ct.qmat. Seit 2023 ist sie Vizepräsidentin der Max-Planck-Gesellschaft.
Claudia ist Mitglied in zahlreichen Wissenschaftsakademien, darunter die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina (seit 2018) und die acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (seit 2019). Sie ist gewähltes Mitglied der European Academy of Sciences (seit 2020), außerdem Internationales Mitglied der National Academy of Engineering (seit 2020) und der National Academy of Sciences (seit 2021) der Usa. Sie ist Elected Fellow des britischen Institute of Physics (seit 2012), der American Physical Society (seit 2013) und der Ieee Magnetics Society (seit 2016).
Zwei Mal, 2011 und 2017, würdigte der Europäische Forschungsrat ihre Arbeit mit einem ERC Advanced Grant, der Spitzenforschende fördert. Claudia wurde mit zahlreichen Preisen geehrt, darunter dem Tsungmin Tu-Forschungspreis (2015) des Ministry of Science and Technology, Taiwan, dem James C. McGroddy Prize for New Materials der American Physical Society (2019) und dem Max-Born-Preis des britischen Institute of Physics und der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (2022). Sie erhielt die Liebig-Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker (2022), die Blaise Pascal Medal in Materials Science der European Academy of Sciences (2022) und den Eps Condensed Matter Division Europhysics Prize der European Physical Society (2023).
Vor allem für junge Wissenschaftlerinnen engagierte sich Claudia unter anderem als Mentorin für Nachwuchsforscherinnen der Robert Bosch Stiftung (2010–2019), als Mitglied der Kommission der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses (2013–2017) und im Vorstand des Elisabeth-Schiemann-Kollegs zur Förderung junger Frauen für die Max-Planck-Direktion (2013–2023).
Eine Auswahl weiterer wissenschaftlicher Organisationen und Institutionen, in deren Vorständen bzw. Beiräten Claudia vertreten war bzw. ist:
2010 bis 2015 Beiratsmitglied der Ieee Magnetics Society,
2015 bis 2020 Mitglied im Auswahlgremium des ERC Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC),
2016 bis 2019 Vorstandsmitglied und 2018 bis 2020 Präsidentin des Vorstands der Fachgruppe Festkörperchemie & Materialforschung der Gesellschaft Deutscher Chemiker,
2018 bis 2024 Vorstandsmitglied der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung,
2020 bis 2023 Vorstandsmitglied der Materials Research Society, Usa,
2020 bis 2024 gewähltes Mitglied des Fachkollegiums 307 „Physik der kondensierten Materie“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft,
seit 2023 Sprecherin der Arbeitsgemeinschaft Magnetismus der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.
Claudia hat rund 850 Publikationen veröffentlicht (Stand 12/2024).
Überwindet Widerstand mit Kälte und Druck
Elena ist eine Meisterin der Kälte. In ihrem Dresdner Labor herrschen extreme Bedingungen: Bei bis zu -273,14 °C, unter hohem Druck und mit superstarken Magnetfeldern überwinden die Wissenschaftlerin und ihr Team den elektrischen Widerstand und wollen die Rätsel der Supraleitung entschlüsseln. Schuld war eine Kostprobe Schokoladeneis.
Supraleiter erwärmen sich beim Stromfluss nicht und können elektrische Energie daher ohne Verluste transportieren. Mit diesem Quantenphänomen verbindet sich die Hoffnung, riesige Mengen Strom einzusparen und ganz neue Technologien zu finden. Bisher tritt es aber nur bei sehr tiefen Temperaturen auf. „Durch meine Arbeit möchte ich den Mechanismus besser verstehen, der dahintersteckt“, erklärt Elena. 2021 gelang es ihrer Arbeitsgruppe, die unkonventionelle Art der Supraleitung in Cer-Rhodium-Arsen (CeRh2As2) aufzuspüren. Diese Supraleitung folgt anscheinend neuen Regeln, die mit Druck, Magnetfeld und tiefen Temperaturen ihren Charakter zeigen. Den Erfolg belohnte der Europäische Forschungsrat mit 2,7 Millionen Euro für noch mehr Forschung dazu. „Auf diese Auszeichnung bin ich sehr stolz!“, sagt Elena.
„Ich wollte immer wissen, wie die Natur funktioniert“, erinnert sie sich. „Deshalb dachte ich schon in der Schulzeit darüber nach, Physik zu studieren.“ In der Berufsberatung riet man ihr zu. „Also habe ich es versucht.“ Aus dem Versuch wurde eine rasante Karriere. An deren Anfang stand: Schokoladeneis. „Bei einer Laborführung in Heidelberg wurde dieses Eis mithilfe von Stickstoff gemacht. Das und die ganzen Kühltechniken fand ich toll – und bin Tieftemperaturphysikerin geworden.“ Elena wünscht sich, dass die Exzellenz von Physikerinnen endlich breit wahrgenommen und anerkannt wird: „Es ist schade, dass wir uns oft noch doppelt beweisen müssen!“ Frauen = Physik, das müsse Normalzustand werden.
Elena Hassinger erhielt 2007 ihr Physikdiplom an der Universität Heidelberg und promovierte 2010 am CEA-Forschungsinstitut in Grenoble, Frankreich. Während ihrer Postdoc-Phase in Kanada wurde sie mit zwei Stipendien ausgezeichnet, dem Global Scholarship des Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR) und einem Postdoc-Stipendium des Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (Frqnt). In dieser Zeit hat Elena auch ihre beiden Kinder bekommen.
Zu den Highlights ihrer wissenschaftlichen Karriere gehören die Leitung der unabhängigen Forschungsgruppe „Physik der unkonventionellen Metalle und Supraleiter“ am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von 2014 bis 2022 sowie eine Tenure-Track-Professur für Quantenmaterie – Experimentelle Festkörperphysik zwischen 2016 bis 2022 an der Technischen Universität München.
Seit 2022 hat Elena die Professur für Tieftemperaturphysik komplexer Elektronensysteme des Exzellenzclusters ct.qmat an der Technischen Universität Dresden inne. Die Grundlagenforscherin ist Principal Investigator (PI) von ct.qmat sowie dem Sonderforschungsbereich (Sfb) 1143 „Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie“ und ist Max Planck Fellow. 2023 wurde sie vom Europäischen Forschungsrat (Erc) mit einem Consolidator Grant ausgezeichnet, verbunden mit Forschungsgeldern in Höhe von 2,7 Millionen Euro.
Inzwischen verfügt Elena über mehr als fünfzehn Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Quantenmaterie und ist Mitautorin von mehr als 60 Publikationen in renommierten Fachjournalen (Stand 12/2024). Zu den Meilensteinen ihrer wissenschaftlichen Laufbahn gehören:
Die Erstellung der Druck-Phasen-Diagramme mehrerer unkonventioneller Supraleiter und der Knotenstruktur von Sr2RuO4.
Bei der detaillierten Untersuchung der elektronischen Struktur in Weyl-Halbmetallen stellte sie fest, dass Strom-Inhomogenitäten die Messungen des longitudinalen Magnetowiderstands beeinflussen können.
Sie entdeckte die beiden Phasen des Supraleiters CeRh2As2, eines einzigartigen unkonventionellen Supraleiters, der von Rashba- und Kondo-Wechselwirkungen beeinflusst wird.
Verändert die Welt mit Zahlen und Formeln
Seit ihrer Kindheit ist Ewelina fasziniert von Zahlen und Formeln. Schon als Grundschülerin entdeckte sie ihre Liebe zur Mathematik und stöberte in den Mathebüchern ihrer Mutter, einer Wirtschaftswissenschaftlerin. „Meine Eltern haben mein Talent gefördert“, erinnert sie sich. „In der Schule hörte ich dann das erste Mal von Maria Skłodowska, die als Marie Curie weltberühmt wurde. Sie war ebenfalls Polin, in Warschau geboren, und gewann zwei Nobelpreise, 1903 in Physik und 1911 in Chemie. Sie wurde mein großes Vorbild.“
Als Ewelina die Physik kennenlernte, wusste sie genau: „Das will ich machen! Mathe war mir auf Dauer ein bisschen zu trocken. Chemie mochte ich zwar auch, aber dieses Fach war mir wiederum zu praktisch orientiert. Physik bedeutete eine Herausforderung für mich – und ich liebe Herausforderungen!“ Ihre Leidenschaft für Zahlen und Formeln habe sie in der Physik ausleben können, sagt Ewelina. Insofern sei die Mathematik ein gutes Sprungbrett für die Physikkarriere gewesen.
„Ich wollte unbedingt Wissenschaftlerin werden, Forschung ist ein Vergnügen für mich“, erklärt Ewelina. „Es macht mir Spaß, mit meinem Team Probleme zu lösen, konzentriert dranzubleiben und dabei immer Neues über unsere Welt zu lernen. Mein Job ist gleichzeitig mein Hobby – eine wunderbare Kombination!“ Um ihre Konzepte zu prüfen, arbeitet die Theoretikerin mit experimentellen Kolleg:innen zusammen. „Es ist cool, wenn die Messungen eine theoretische Idee bestätigen – und wir so den Rätseln der Natur ein Stück mehr auf die Spur kommen.“ Ihren Studentinnen rät sie, auf sich und ihr Können zu vertrauen.
Ewelina Hankiewicz ist Professorin am Institut für Theoretische Physik und Astrophysik der Julius-Maximilians-Universität Würzburg sowie Principal Investigator (PI) von ct.qmat. Ihre akademische Kariere führte sie aber von Polen über die usa nach Deutschland. Ewelina studierte Physik an der Technischen Universität Gdansk und erhielt ein Wissenschaftsstipendium des Präsidenten der Stadt Gdansk. 1997 erzielte sie ihren Mastergrad. Für ihren Abschluss wurde sie mit der Medaille der Technischen Universität Gdansk ausgezeichnet.
2001 promovierte Ewelina am Institut für Physik der Polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau. Danach ging sie als Postdoktorandin in die USA, erste Station: Iowa State University and Ames Laboratory in Ames; es folgten die Texas A&M University in College Station und die University of Missouri in Columbia.
An der Fordham University in New York hatte sie eine Assistenzprofessur inne, bevor sie dem Ruf nach Deutschland an die Universität Würzburg folgte. Dort zunächst Assistenz- bzw. Juniorprofessorin, ist Ewelina seit 2011 Professorin. Jetzt arbeitet sie daran, einen eigenen Lehrstuhl zu bekommen.
Bringt Materie in exotische Zustände
Hélène ist in der Nanowelt zuhause. Nano ist vom griechischen Wort Zwerg abgeleitet. Doch die „Zwerge“, die Hélène in ihrem Labor unter die Lupe nimmt, sind mehr als winzig: Sie passen zwischen einen milliardstel (0,000 000 001 m) und einen millionstel Meter (0,000 001 m). Das heißt, sie sind zwar größer als einzelne Atome, aber sehr viel kleiner als alle Dinge, die wir aus unserem Alltag kennen.
In dieser winzigen Nanowelt herrschen seltsame physikalische Gesetze. Materie gehorcht hier der Quantenmechanik. So können zum Beispiel elektrische Ströme fließen, ohne dass eine Spannung anliegt. Hélène will herausfinden, wann diese exotischen Zustände auftreten und wofür sie sich möglicherweise nutzen lassen. Und sie forscht nach neuen Phänomenen, die vor ihr noch niemand aufgespürt hat. Das Unsichtbare messbar zu machen – das begeistert Hélène. „Beim Experimentieren bin ich in direktem Kontakt mit der Materie!“, schwärmt sie. Das musste sie allerdings erst lernen: „Zu Beginn meiner Karriere hatte ich Angst vor komplexen Experimenten und konzentrierte mich mehr auf theoretische Konzepte.“
Bevor Hélène in die Nanowelt eintauchte, nahm sie das Universum in den Fokus: „Ich wollte Galaxien erforschen.“ Am Observatoire Radioastronomique de Nançay in Zentralfrankreich, wo ein riesiges Radioteleskop ins All horcht, beteiligte sie sich an der Kartierung einer entfernten Galaxie. „Später entdeckte ich, wie großartig und kreativ das Experimentieren im Labor ist, weil man selbst anfassen kann. Man durchdringt die Dinge viel tiefer, weil die Größenordnungen deutlich werden, in denen sich alles abspielt“, sagt sie. „Galaxien sind spannend. Die Quantenmechanik, mit der man Atome und Materie verstehen kann, fasziniert mich jedoch noch mehr.“
Hélène Bouchiat schnupperte als Tochter eines Physikers und einer Physikerin schon als Kind „Physikluft“. Von 1977 bis 1981 studierte sie an der École normale supérieure in Paris, einer der besten Universitäten Europas – der Anfang einer steilen Karriere:
1986 promovierte sie in Festkörperphysik an der Université Paris-Sud, heute Université Paris-Saclay, mit einer Dissertation mit dem Titel: „Spinglasübergang: kritisches Verhalten und magnetisches Rauschen“. Von 1986 bis 1988 war sie als Postdoktorandin an den Bell-Laboratories in New Jersey, Usa, tätig. Währenddessen hatte sie bereits eine Stelle am Centre national de la recherche scientifique (cnrs), dem nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Frankreich, inne.
1987 wurde Hélène für ihre Forschungsarbeit mit der renommierten Bronzemedaille des cnrs ausgezeichnet.
1994 erhielt Hélène den Prix Suzanne et Anatole Abragam und 1998 den Prix Jaffé der Académie des sciences, der Französischen Akademie der Wissenschaften.
1998 ernannte sie das CNRS zur Forschungsdirektorin des Festkörperlabors der Université Paris-Sud.
2007 wurde ihr die Cnrs-Silbermedaille verliehen.
Zwischen 2007 und 2010 war sie Mitglied im Evaluierungsausschuss für kondensierte Materie des Europäischen Forschungsrats (Erc; European Research Council).
Seit 2010 ist Hélène Mitglied der Académie des sciences.
Nach wie vor arbeitet sie als Forschungsdirektorin am cnrs und ist Mitglied des Festkörperlabors der Université Paris-Saclay. Sie ist mit einem Physiker verheiratet, hat drei Kinder und vier Enkel.
Geht schwarzen Löchern auf den Grund
Sterne und Galaxien, wie alle Massen im Universum, krümmen laut Einstein die Raumzeit – Schwarze Löcher jedoch so sehr, dass alles, was ihnen zu nahekommt, nicht mehr entrinnen kann – es wird geschluckt. Was im Inneren der Schwarzen Löcher geschieht, ist jedoch noch unverstanden, denn dort begegnen sich Gravitation und Quantenwelt. Johanna Erdmenger geht der Frage nach, wie sich diese beiden Gegenpole verbinden lassen.
„Um den Urknall oder das Innere von Schwarzen Löchern zu erklären, muss man die Quanteneigenschaften der Gravitation verstehen“, erläutert die Physikerin. „Mit Begriffen aus der Quanteninformation, wie zum Beispiel den Qubits, können wir einige der Quantenprozesse im Inneren der Schwarzen Löcher beschreiben.“ Insbesondere wird damit klarer, warum Schwarze Löcher eine Wärmestrahlung aussenden, die Hawking-Strahlung. Bei ihrer Forschung ergeben sich jedoch nicht nur neue Einsichten zu diesen fundamentalen Fragestellungen: Auf der Suche nach der Natur der Quantengravitation findet sie auch Gemeinsamkeiten von Schwarzen Löchern und neuen Quantenmaterialien – eigentlich getrennte Wissenschaftsbereiche. „Hier gibt es spannende Querverbindungen, von denen wir viel lernen können. “, erklärt Prof. Erdmenger. „Zum Beispiel zeigen wir mit unseren fundamentalen Methoden, dass sich Elektronen wie eine zähe Flüssigkeit durch die elektrischen Leiter bewegen können, als eine Art Quantenhonig.“ Ganz praktisch könnten sich aus diesem Forschungsansatz neue Hightech-Materialien entwickeln – zum Beispiel „Quantenhonig“ als digitales Speichermedium.
Prof. Erdmenger begeistert sich auch für die philosophischen Aspekte der Physik: „Da gibt es jede Menge, zum Beispiel: Wie wirkt sich unsere Forschung auf unser Verständnis von Wirklichkeit, von Materie aus?“ Ihren Spaß am Entdecken gibt sie gerne weiter, hat 38 Doktorand:innen zur Promotion begleitet. Sie wünscht sich, dass Frauen in der Physik selbstbewusst ihren Platz einnehmen: „Folgt eurer Leidenschaft, lasst euch nie einschüchtern!“
Prof. Dr. Johanna Erdmenger hat in Hamburg Physik studiert und erhielt 1992 ihr Diplom. Danach ging sie an die University of Cambridge in England, wo sie in Theoretischer Physik zu einem Thema aus der Quantenfeldtheorie forschte und 1996 promoviert wurde. Als Postdoktorandin forschte sie zunächst an der Universität Leipzig und anschließend von 1999 bis 2001 am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge/Massachusetts in den Usa.
Anschließend setzte sie ihre Karriere in Deutschland fort. Zwischen 2001 und 2005 war sie Emmy Noether-Gruppenleiterin am Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin. Dort schloss sie 2004 ihre Habilitation in Theoretischer Physik ab. Dann arbeitete sie von 2005 bis 2016 als Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Physik in München und hatte zudem ab 2014 eine Honorarprofessur an der Ludwig-Maximilians-Universität München inne. 2016 wurde sie als Professorin für Theoretische Physik mit eigenem Lehrstuhl an die Julius-Maximilians-Universität Würzburg berufen. Seit 2019 ist sie Principal Investigator (PI) des Exzellenzclusters ct.qmat. Im Grete-Hermann-Netzwerk rückt sie die wissenschaftliche Kompetenz von Physikerinnen in den Vordergrund.
Prof. Johanna Erdmenger hat über 200 Publikationen veröffentlicht (Stand 12/2024).
Weitere Meilensteine ihrer wissenschaftlichen Karriere:
1995 wurde ihre Forschung mit dem J.T. Knight Prize der University of Cambridge ausgezeichnet.
Von 1999 bis 2005 wurde Johanna Erdmenger im Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.
Von 2005 bis 2016 war sie PI des Exzellenzclusters „Ursprung und Struktur des Universums“ der Technischen Universität München und der Ludwig-Maximilians-Universität München.
2008 erhielt sie den Bernhard-Heß-Preis der Universitätsstiftung Bernhard Heß, Regensburger Universitätsstiftungen.
Von 2011 bis 2016 war sie stellvertretende Sprecherin und Vorstandsmitglied des Esf European Network zum Thema „Holographische Methoden für stark gekoppelte Systeme“.
Von 2016 bis 2020 war sie gewähltes Mitglied im Fachkollegium 309 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Teilchen, Kerne und Felder).
Von 2022 bis 2025 ist sie gewähltes Mitglied im Senats- und Bewilligungsausschuss für Sonderforschungsbereiche der Deutschen Forschungsgemeinschaft.
Ebenfalls von 2022 bis 2025 ist sie gewählte Sprecherin des Fachverbands Theoretische und Mathematische Physik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.
Geht furchtlos in die Quantenwelt
Johanna hat sich die Welt der Physik erobert. „Am Anfang hatte ich gar keine große Lust auf das Fach, der Unterricht machte mir keinen Spaß“, erinnert sich die Gymnasiastin. Inzwischen ist sie im Leistungskurs und dreht gerade Videos über Quantenphysik für den Unterricht. „Vielen Leuten wird in der Mittelstufe die Begeisterung für Physik kaputt gemacht“, sagt sie. Ihre „QUANTerial“-Videos sollen die Furcht vor den Formeln nehmen: „Völlig egal, ob Mädchen oder Junge, alle sollen neugierig werden. Gerade die Quantenphysik zeigt uns ja, wie wenig wir erst wissen – und wie viel es noch zu entdecken gibt!“
Ihre Begeisterung wurde durch Physik-Gespräche zu Hause geweckt: „Meine Mutter ist Physiklehrerin und hat mir immer wieder gezeigt, wo Physik überall drinsteckt. Das hat mich fasziniert und ich begann, immer mehr Fragen zu stellen“, erinnert sich Johanna. „Ich wollte verstehen, wie die Welt funktioniert. Das hat im Kindergarten angefangen, als ich gelernt habe, die Entfernung eines Gewitters durch Zählen der Sekunden zwischen Blitz und Donner zu messen.“
Den letzten Anstoß, sich in der Schule für den Leistungskurs Physik zu entscheiden, gab das nationale Excellence-Schulnetzwerk MINT-EC. Es versammelt Schulen mit hervorragendem mathematisch-naturwissenschaftlich-technischem Profil. „Ich war bei der Veranstaltung MINT100 in Heidelberg. Das Physikprogramm hat mir so viel Spaß gemacht, dass ich dachte: Warum eigentlich nicht nach dem Abi Physik studieren?“ Ob Johanna später Lehrerin wird und ihre Physikleidenschaft weitergibt oder in die Wissenschaft geht und in Quantenphysik promoviert – das entscheidet sie noch. Erstmal macht sie ihr Physik-Abitur!
Johanna Wüst geht in die 12. Klasse des Carl-Benz-Gymnasiums in Ladenburg, besucht den Leistungskurs Physik und bereitet sich auf ihr Abitur vor.
2020 belegte sie mit ihrer Präsentation „Wie kann man mit einer Uhr Entfernungen messen?“ unter insgesamt 5.500 Teilnehmenden den 3. Platz des Bundeswettbewerbs „Jugend präsentiert“. 2023 saß sie in der sechsköpfigen Jury vom Bundesfinale dieses Wettbewerbs, der jährlich ausgetragen wird und die Präsentationskompetenz von Schüler:innen in den naturwissenschaftlich-mathematischen Fächern fördert.
2020/2021 nahm sie an der Kulturakademie MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik) der Stiftung Kinderland Baden-Württemberg teil.
2025 wird ihre Videoreihe QUANTerials veröffentlicht. Darin vertieft Johanna den Physiklehrstoff der Oberstufe, verbindet das mit zeitgenössischer Quantenphysik und schaut Forschenden der Julius-Maximilians-Universität Würzburg über die Schulter.
Johanna hat es geschafft, für Herbst 2025 eines der heiß begehrten Praktika am Cern (European Organization for Nuclear Research) zu bekommen. Die Europäische Organisation für Kernforschung ist eines der weltweit größten und renommiertesten Zentren für wissenschaftliche Forschung und befindet sich in Genf (Schweiz).
Ist Botschafterin für die Quantenphysik
Julia gibt ihre Begeisterung für Quantenphysik mit Freude weiter. Die Postdoktorandin forscht an der Technischen Universität Dresden und betreut Doktorand:innen. „Ich begleite gern bei der Promotion und arbeite auch gerne mit Studierenden!“, betont sie. Spannend, herausfordernd, kreativ – so sieht Julia „ihre“ Physik, und das möchte sie vermitteln. „Es ist faszinierend, zu beschreiben und zu verstehen, was in der Natur vorgeht. Und es ist spannend, daraus Vorhersagen zu entwickeln, was passieren wird.“
Physik gehörte schon immer zu Julias Lieblingsinteressen. „Ich habe Ballett getanzt, Querflöte gespielt, war im Orchester. Aber wo so wunderbare Dinge wie ein Regenbogen herkommen, das wollte ich unbedingt wissen.“ Inzwischen hat sie ihre akademische Karriere in der Theoretischen Festkörperphysik bis nach Kanada geführt: „Ich finde es schön, dass die Physik so international ist, weltweit Möglichkeiten bietet. Dadurch konnte ich dreieinhalb Jahre in Vancouver forschen, ein super Erlebnis! Außerdem konnte ich an mehreren Artikeln arbeiten, die in renommierten Fachjournalen veröffentlicht wurden. Eine sehr intensive Zeit!“ Solche Papers sind der Nachweis für Forschungserfolge.
Auf welche Wege sie ihre Karriere führt, wird sich noch zeigen. „In der Wissenschaft gibt es so viele Optionen, ob in der akademischen Forschung, in der Industrie … Ich bin und bleibe neugierig.“ Auf jeden Fall möchte Julia dazu beitragen, dass die Physikcommunity in Zukunft diverser und weiblicher wird.
Nach ihrem Abitur 2007 mit Note 1,0 und Leistungskurs Physik studierte Julia Link Physik an der Universität Heidelberg. 2010 machte sie ihren Bachelor, 2012 absolvierte sie ihren Master mit der Note 1,0 zum Thema „Vielteilchen-Tunneln in einem optischen Gitter“. Dabei nutzte sie den Tunneleffekt. Das ist ein quantenmechanisches Phänomen, mit dessen Hilfe Teilchen Barrieren bewältigen, die sie in der klassischen Physik nicht überwinden können.
Von 2013 bis 2017 war Julia Doktorandin im Fach Physik am Karlsruher Institut für Technologie. Von 2013 bis 2016 sammelte sie dort zudem Erfahrung als Lehrassistentin.
2017 schloss sie ihre Dissertation zum „Transport in isotropen und anisotropen Dirac-Systemen“ erfolgreich ab. Dirac-Materialien haben sehr spezielle elektronische Eigenschaften, ihre Teilchen sind beispielsweise masselos und extrem mobil.
Als Postdoktorandin blieb sie zunächst am Karlsruher Institut, ging dann 2018 nach Kanada, an die Simon Fraser University in Burnaby.
Seit 2022 forscht sie als Postdoktorandin an der Technischen Universität Dresden und ist seit 2023 Principal Investigator im Sonderforschungsbereich (Sfb) 1143 „Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie“.
Weitere Meilensteine in Julias wissenschaftlicher Karriere:
Zwischen 2015 und 2017 bekam sie ein Stipendium der Carl-Zeiss-Stiftung.
2015 führte sie ein Forschungsaufenthalt an die Louisiana State University in Baton Rouge, Usa.
Von 2019 bis 2020 war sie Vizepräsidentin für Finanzen des Exekutivrats der Postdoctoral Association an der Simon Fraser University.
Von 2020 bis 2022 erhielt sie ein Forschungsstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.
Sie unterrichtet die Lehrveranstaltung „Quantentheorie für Lehramt“ an der TU Dresden.
Sie ist Mitautorin von mehr als 10 Publikationen in renommierten Fachjournalen (Stand 12/2024).
Verändert die Sichtweise
Für Julia ist die Physik ein lebendiges System, das nie „fertig“ ist. Ständig werden neue Zusammenhänge erschlossen, neue Sichtweisen auf diese Wissenschaft entwickelt. Und Julia ist an ihrem Institut in Grenoble mittendrin. Sie entwirft theoretische Modelle und definiert oder interpretiert damit die Prozesse in unserer Natur neu. „Hierbei geht es hauptsächlich um Konzepte, die von Forschenden realisiert werden, um interessante Phänomene hervorzurufen bzw. zu entdecken“, so Julia.
„Mein Forschungsgebiet ist die Theoretische Physik der kondensierten Materie“, sagt Julia. Zu ihren Werkzeugen gehört die Topologie – ein Teilgebiet der Mathematik, das seit ein paar Jahrzehnten die Physik erobert. Eine Verbindung, die eine neue Perspektive auf quantenphysikalische Erscheinungen eröffnet und 2016 mit einem Nobelpreis gewürdigt wurde. Die Topologie befasst sich mit Eigenschaften geometrischer Objekte, die bei kontinuierlicher Verformung erhalten bleiben. Das Konzept lässt sich auf elektronische Zustände in Quantenmaterialien anwenden und könnte den Grundstein für neuartige Technologien legen.
„Ich arbeite hauptsächlich an topologischen und supraleitenden Systemen“, so Julia. „Ich wollte schon immer in die Forschung und bin stolz darauf, neue Ansätze in meinem Bereich gefunden zu haben.“ Dafür nutzt sie zum Beispiel synthetische Quantensysteme, aus denen sie topologischen Phasen „herauskitzelt“ und anschließend analysiert. Komplex gesprochen: Sie modelliert Andreev-Bandstrukturen in Josephson-Kontakten. „Dabei werden zwei oder mehr Supraleiter jeweils durch nicht-supraleitende Materialschichten verbunden. Dank der speziellen Bandstrukturen kann Strom ohne Widerstand fließen – etwas, das nur in der Quantenwelt existiert“, erläutert Julia und ergänzt: „In der Forschung gilt es noch viele Antworten zu finden – und es gibt viele Chancen für Frauen!“
Julia Meyer war zwischen 1993 und 1998 Mitglied der Studienstiftung des deutschen Volkes, dem ältesten und größten Begabtenförderungswerk in der Bundesrepublik Deutschland. Julia erhielt ihr Physik-Diplom 1999 an der Universität zu Köln, wo sie 2001 mit dem Thema „Mesoskopische Phänomene in parallelen Magnetfeldern“ promovierte. Zwischenzeitlich war sie im Jahr 2000 als Gaststudentin am Cavendish Laboratory der University of Cambridge in Großbritannien.
Von 2002 bis 2004 setzte sie ihre wissenschaftliche Arbeit mit einem Feodor Lynen-Forschungsstipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung an der University of Minnesota fort. Sie blieb in den USA und war zwischen 2004 und 2005 Postdoktorandin am Argonne National Laboratory, einem Forschungszentrum in Illinois.
Von 2004 bis 2010 war Julia Assistant Professor an der Ohio State University.
2009 erhielt sie den renommierten Nsf career Award der National Science Foundation, mit dem die nationale Wissenschaftsstiftung der USA junge Hochschullehrende fördert.
Zudem war sie bereits 2009 als Professorin an die Université Grenoble Alpes in Frankreich berufen worden, wo sie nach wie vor arbeitet. Sie ist Gruppenleiterin am PHELIQS, dem Quantum Photonics, Electronics and Engineering Laboratory. Das Labor für Grundlagenforschung gehört zur Université Grenoble Alpes und zum Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (Cea), der französischen Kommission für Atomenergie und alternativen Energien. 2017 war sie außerdem als Gastwissenschaftlerin am California Institute of Technology in den USA. Julia hat drei erwachsene Stiefkinder.
Im Laufe ihrer Karriere hat Julia mehr als 70 Publikationen veröffentlicht (Stand 12/2024).
Liebt die Freiheit beim Experimentieren
Merit erforscht Quantenmaterialien aus Sauerstoffverbindungen. Im Würzburger Labor stellt sie die Oxide her und charakterisiert deren Eigenschaften. „Dabei wird ein Effekt genutzt, für dessen Entdeckung Albert Einstein einst den Nobelpreis erhielt“, erklärt die Doktorandin. „Wir bescheinen eine Probe mit Röntgenstrahlung. Anhand ihrer Reaktion darauf können wir Rückschlüsse auf deren elektronische Eigenschaften ziehen. Phänomene, die dabei aufgespürt werden, können in Zukunft zur Entwicklung nachhaltiger elektronischer Bauteile beitragen.“
„Die experimentelle Arbeit ist sehr abwechslungsreich und bietet mir große Freiheiten. Ich kann an den Problemen forschen, die mich für meine Promotion am meisten interessieren“, betont Merit. „Durch die exzellente technische Ausstattung und die zahlreichen Kooperationen mit anderen Forschungseinrichtungen kann ich enorm viel selbst ausprobieren.“ Fehle in „ihrem“ Labor ein Gerät für eine Versuchsreihe, dann nehme sie einfach ihre Probe und mache bei einem der Partnerinstitute weiter.
„Schon bei meiner Masterarbeit habe ich gemerkt, wie motivierend es ist, wenn man bei einem Projekt das erste Mal Fortschritte sieht und sich andere Leute für die Ergebnisse interessieren“, so Merit. Besonders stolz sei sie auf das Resultat ihrer Abschlussarbeit. „Darin habe ich gezeigt, dass zwei Materialien, die sich unabhängig voneinander wie Isolatoren verhalten, ein leitfähiges System erzeugen können. Und zwar, wenn sie direkt miteinander in Kontakt kommen und als Heterostruktur auftreten.“ Das habe sie so begeistert, dass sie sich für eine Doktorarbeit zu diesem Thema entschied. Dabei ist Merit eher zufällig zur Physik gekommen: Ausgebildet in einem musischen Gymnasium, habe sie den Spaß am Fach durch einen Lehrer in der Oberstufe entdeckt und sogar Abitur in Physik gemacht: „Es wurde mit Abstand mein Lieblingsfach, warum also nicht studieren? Ein Physikabschluss öffnet viele Türen.“
Für ihr Abitur wurde Merit Spring 2017 mit dem Abiturpreis sowie dem Buchpreis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft ausgezeichnet. Danach studierte sie Physik an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Nach ihrem Bachelor 2020 absolvierte sie ihr Masterstudium, das sie 2023 abschloss. Als studentische Hilfskraft betreute sie unter anderem Bachelor-Studierende und unterstützte die Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Im Projekt „Uni-Schule“ der Universität Würzburg war sie ehrenamtlich tätig.
Jetzt arbeitet Merit an ihrer Promotion zum Thema Photoemissionsspektroskopie an korrelierten Oxid-Heterostrukturen, die in Kooperation zwischen der Universität Würzburg und der Forschungsanlage Diamond Light Source Ltd in Großbritannien stattfindet. Von 2024 bis 2025 ist sie zudem Teilnehmerin des einjährigen Programms „Zia – Visible Women in Science“, in dem sich junge Wissenschaftlerinnen weiterbilden und vernetzen können und das auf eine Initiative des Zeit-Verlags zurückgeht.
Merit engagiert sich als stellvertretende Gleichstellungsbeauftragte der Fakultät für Physik und Astronomie. Sie ist Mitglied im Verein Hand in Hand für Äthiopien e. V. In ihrer Freizeit arbeitet sie als Reittrainerin.
Fühlt sich wohl in ihrer Physikcommunity
Nadine hat ihre Crew in der Physikcommunity gefunden. Schon in der Schule war sie begeistert von Mathematik und später auch von Physik. Sie entschied sich für Leistungskurse in beiden Fächern, nahm an Matheolympiaden teil und ließ sich vom Mathezirkel Aufgaben schicken. Für eine Schularbeit gewann Nadine einen Physik-Fachpreis und für ihr Abi den Abiturpreis Physik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. „Weil mir ein Mathestudium zu abstrakt und zu wenig anwendungsorientiert war, habe ich schließlich Physik ausgewählt“, sagt sie.
Für ihren Masterabschluss hat sich Nadine die Theoretische Quanteninformation ausgesucht. In der Quanteninformation werden die Eigenschaften und das Verhalten von Quantenbits (Qubits), den kleinsten Recheneinheiten von Quantencomputern, sowie deren Interaktionen und Informationsverarbeitung modelliert. „Durch das theoretische Arbeiten bin ich nah dran an der Mathematik“, stellt sie fest. Wertvoll ist es für sie, dabei in einem guten Team, unter Gleichgesinnten zu sein: „An der Uni habe ich gute Freundschaften gefunden. Wir helfen uns gegenseitig beim Studium. Das ist wichtig und dadurch bin ich wirklich in der Physik angekommen.“
Es ist gar nicht so lange her, dass Nadine ihre Entscheidung für ein Studienfach und damit für den ersten Karriereschritt getroffen hat. Ihr Tipp für alle, die in die Schule gehen und das noch vor sich haben: „Interesse und Können lassen sich nicht allein an Noten messen. Für die Studienwahl ist es entscheidend, dass man sich wirklich für ein Thema interessiert, Spaß daran hat und sich einen Beruf in der Richtung vorstellen kann. Wenn Noten nicht so stimmen oder man halt mal durch eine Prüfung fällt, ist das nicht so schlimm.“
Während ihrer Schulzeit erhielt Nadine Diesel 2019 den ersten Preis im Fachbereich Physik der Dr. Hans-Riegel-Fachpreise, die besonders gute vorwissenschaftliche Arbeiten von Schüler:innen der Sekundarstufe II in den Fächern Biologie, Chemie, Geografie, Informatik, Mathematik und Physik auszeichnen. Der Preis wurde von der Dr. Hans-Riegel-Stiftung zusammen mit der Technischen Universität Dresden vergeben.
Für ihr Einser-Abitur mit den Leistungskursen Mathematik und Physik 2021 erhielt sie den Abiturpreis Physik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.
Direkt nach dem Abitur studierte Nadine an der Technischen Universität Dresden Physik und machte 2024 ihren Bachelor. Aktuell absolviert sie in Dresden ihr Masterstudium in der Arbeitsgruppe für Theoretische Quantenoptik.
Wurde von Vorbildern inspiriert
Romana ist stolz auf ihr Studium. Dabei konnte sie Physik erst gar nicht leiden. „Aber ab der 10. Klasse hatte ich eine inspirierende Physiklehrerin, die mich sehr motiviert hat.“ Inzwischen freut sich Romana, dass sie ihren Bachelor in der Tasche und den Master in Quantentechnologie an der Universität Würzburg begonnen hat: „Mir ist das Grundstudium nicht leichtgefallen, ich habe viel Fleiß hineingesteckt. Aber das habe ich gern gemacht und bin jetzt begeistert über meinen ersten Abschluss.“
Im Masterstudium hat sie sich für Experimentelle Physik entschieden: „Mir macht es großen Spaß, im Labor zu experimentieren“. Atomar-dünne Monolagen herzustellen und deren elektronische Struktur zu untersuchen, ist Teil ihrer Masterarbeit. „Wenn es gelingt, ein physikalisches Phänomen oder noch unbekannte Eigenschaften von Materialsystemen zu messen, ist das ein tolles Gefühl.“ Besonders motivierend ist es für Romana, andere Physikerinnen zu treffen und sich mit ihnen auszutauschen. Zum Beispiel bei den Events des Grete-Hermann-Netzwerks. Benannt nach der deutschen Mathematikerin, Physikerin, Philosophin und Pädagogin Grete Hermann (1901 – 1984), verbindet es Forscherinnen weltweit auf dem Gebiet der Physik kondensierter Materie. „Dort habe ich spannende Frauen kennengelernt. Darunter waren Professorinnen, unter anderem aus meinem Bereich, der Experimentalphysik“, sagt sie, „Das sind Vorbilder für mich.“
Noch steht Romana am Beginn ihrer wissenschaftlichen Karriere. „Erst mal den Master machen. Was danach kommt, weiß ich noch nicht“, erklärt sie. „Immer mal wieder habe ich den Gedanken, dass eine Promotion auch ein spannender Weg für mich wäre.“
Romana Ganser begann nach ihrem Abitur 2018 – Prüfungsfächer unter anderem Mathematik und Physik – zunächst ein Mathematikstudium an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.
2019 wechselte sie in die Physik zum Bachelorstudium Nanostrukturtechnik, das sie 2023 erfolgreich abschloss. Seit 2023 ist sie Masterstudentin für Quantentechnologie, ebenfalls an der Universität Würzburg.
Erforscht das Elektronenballett
Vidya will sehen, wie die Teilchen tanzen. Dafür schaut sie mit einem Rastertunnelmikroskop in die Quantenwelt. Mit einem solchen Gerät lässt sich sogar das Verhalten der winzigen Elektronen beobachten. Die gehören zu den kleinsten Elementarteilchen, aus denen alle Stoffe bestehen. „Kommen viele dieser Quantenteilchen zusammen, ist das wie ein Tanz, wie eine Ballettaufführung“, sagt Vidya. „Gemeinsam können sie Dinge tun, die ein einzelnes Teilchen nicht kann. Dieses kollektive Verhalten ist absolut erstaunlich und überraschend.“
In ihrem Labor züchten Vidya und ihr Team Atom für Atom extrem dünne Materialproben. Mit deren Hilfe erforscht die Wissenschaftlerin in präzise geplanten und kontrollierten Experimenten die geheimnisvolle Choreografie der Elektronen: „Aus den Feinheiten dieses kollektiven Verhaltens können Quantenmaterialien mit neuen, extrem komplexen Eigenschaften entstehen, die sich theoretisch nur schwer vorhersagen lassen. Es ist unglaublich inspirierend, solche Phänomene zu entdecken und ihre Hintergründe zu untersuchen“, erklärt Vidya. Die Supraleitung gehört zu den exotischen Effekten, die kooperierende Elektronen bewirken können. Dabei wird Strom ohne Widerstand und ohne lästige Energieverluste transportiert.
Auf ihrem Weg zur Physik hat Vidya einen Umweg genommen. Zunächst studierte sie Ingenieurwissenschaften. „Mathematik und Naturwissenschaften habe ich schon in der Schule geliebt, ebenso Physik. Doch an eine Karriere in diesem Fach habe ich gar nicht gedacht, ich wollte Ingenieurin werden“, erinnert sie sich. Erst nach dem Grundstudium sei ihr klargeworden, dass die Physik ihre Leidenschaft ist: „Ich wollte wissen, wie die Natur funktioniert und in meinem Beruf solche grundlegenden Fragen beantworten.“ Aber nicht jedes ihrer Experimente führt zum Erfolg: „Wer nicht ab und zu scheitert, geht keine Risiken ein. Ohne Risiko entsteht nichts Neues. Nach einem Misserfolg einfach weitermachen!“
Vidya Madhavan absolvierte 1991 ihren Bachelor in Metallurgietechnik am Indian Institute of Technology in Madras. Danach schloss sie 1993 ihren Master of Technology in Festkörpermaterialien am Indian Institute of Technology in Neu-Delhi ab.
Vidya promovierte im Jahr 2000 an der Boston University in den USA. Von 1999 bis 2002 ging sie als Postdoktorandin an die University of California in Berkeley. In dieser Zeit bekam sie zwei Kinder. Zwischen 2002 und 2014 arbeitete sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin der Fakultät für Physik am Boston College.
2007 wurde Vidya mit dem renommierten Nsf career Award der National Science Foundation ausgezeichnet, mit welchem die nationale Wissenschaftsstiftung der Usa junge Hochschullehrende fördert.
2014 folgte die Berufung als Professorin für kondensierte Materie an die University of Illinois Urbana-Champaign in den USA, wo sie nach wie vor forscht und lehrt.
2015 wurde Vidya zum Mitglied der American Physical Society gewählt. Seit 2020 ist sie Experimental Investigator der Gordon and Betty Moore Stiftung und seit 2021 Fellow des Canadian Institute for Advanced Research.
2023 wurde Vidya zum Mitglied der American Academy of Arts and Sciences gewählt, der Amerikanischen Akademie der Künste und Wissenschaften.
In Anerkennung ihrer herausragenden Forschung wurde die Physikprofessorin im Oktober 2024 vom Grainger College of Engineering an der University of Illinois Urbana-Champaign zur Donald Biggar Willett Professorin of Engineering in Physics ernannt. Diese Ernennung gehört zu den höchsten Anerkennungen, die Fakultätsmitglieder erhalten können. Sie werden auf unbestimmte Zeit verliehen.
Vidya hat rund 70 Artikel in renommierten Publikationen veröffentlicht (Stand 12/2024).