Im Rahmen einer besonderen Veranstaltung hatten mehrere Schülerinnen und Schüler – begleitet von ihrem Physiklehrer Herrn Stübig – am Mittwoch, 02. Juli die Gelegenheit, an einem Gespräch mit dem Physik-Nobelpreisträger Prof. Dr. Klaus von Klitzing teilzunehmen. Der renommierte Wissenschaftler hielt in Friedrichshafen einen spannenden Vortrag, der sich nicht – wie man vielleicht erwarten würde – um Quantenphysik drehte, sondern um ein sehr aktuelles Thema: den Klimawandel.
Professor von Klitzing erklärte anschaulich, wie die Erderwärmung hauptsächlich durch den schnellen, vom Menschen verursachten Anstieg des Treibhausgases Kohlendioxid (CO₂) voranschreitet. Seine Aussagen untermauerte er mit wissenschaftlichen Messdaten. Die Folgen dieser Entwicklung seien alarmierend und gefährdeten die Lebensgrundlagen eines großen Teils der Weltbevölkerung.
Doch von Klitzing zeigte auch mögliche Lösungswege auf: Ein zentraler Punkt sei die Art, wie wir Energie erzeugen. Da der steigende CO₂-Ausstoß vor allem mit dem immer größeren Energiebedarf der Weltwirtschaft zusammenhängt, liegt ein Schlüssel in der umweltfreundlichen Energiegewinnung – vor allem durch Photovoltaik (Solarstrom). Die Technologie hat sich in den letzten Jahren so stark verbessert, dass Strom aus Sonnenlicht mittlerweile günstiger erzeugt werden kann als mit fossilen Brennstoffen oder sogar mit Kernenergie.
Nach dem rund einstündigen, sehr kurzweiligen Vortrag durften die Schülerinnen und Schüler dem Nobelpreisträger zahlreiche Fragen stellen. Dabei kam auch das Thema zur Sprache, das Prof. von Klitzing einst weltberühmt machte: die Entdeckung des Quanten-Hall-Effekts.
Was ist der Quanten-Hall-Effekt?
Der Quanten-Hall-Effekt ist ein physikalisches Phänomen, das unter ganz bestimmten Bedingungen in sehr dünnen Halbleiterschichten auftritt – nämlich bei extrem tiefen Temperaturen und in starken Magnetfeldern. Dabei verhalten sich Elektronen (die winzigen geladenen Teilchen, die für elektrischen Strom verantwortlich sind) auf eine ganz besondere, geordnete Weise.
Das Erstaunliche dabei: Der elektrische Widerstand, der bei diesem Effekt gemessen wird, nimmt nur ganz bestimmte feste Werte an – wie Stufen auf einer Treppe. Diese Werte lassen sich mit extrem hoher Genauigkeit messen und hängen nur von Naturkonstanten ab – also Größen, die im gesamten Universum gleich sind.
Die Klitzing-Konstante
Ein solcher präziser Widerstandswert wird heute sogar in der internationalen Metrologie (der Wissenschaft vom Messen) als Vergleichsmaßstab verwendet. Die dabei entscheidende Größe heißt zu Ehren von Klaus von Klitzing: Klitzing-Konstante.
Diese Konstante macht den Quanten-Hall-Effekt zu einem der wenigen Beispiele in der Physik, bei dem ein naturwissenschaftliches Phänomen ganz konkret im Alltag – nämlich bei der Eichung von Messgeräten – verwendet wird.
Für diese bahnbrechende Entdeckung erhielt Prof. von Klitzing im Jahr 1985 den Nobelpreis für Physik. Die dabei verliehene Medaille brachte Prof. von Klitzing als Anschauungsobjekt mit und ließ sie durch das Publikum aus rund 100 Schülern und Lehrern wandern.
