Bahnbrechende Erkenntnisse in der Grundlagenforschung
Physikerin Lisa Torlina erhält den Marthe-Vogt-Preis für ihre Dissertation am MBI
Dr. Lisa Torlina. Foto: Herbort
Der Forschungsverbund Berlin e.V. verleiht den diesjährigen Marthe-Vogt-Preis an Dr. Lisa Torlina für ihre Dissertation im Bereich der Quantenmechanik. Im Rahmen ihrer Arbeit am Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) hat Lisa Torlina offene Fragen aus der physikalischen Grundlagenforschung beantwortet. Dazu entwickelte sie ein theoretisches Rahmenwerk, mit dem Interaktionen von Elektronen und Lichtimpulsen interpretiert werden können. Mit dem Marthe-Vogt-Preis werden seit 2001 Nachwuchswissenschaftlerinnen in naturwissenschaftlichen Forschungsgebieten ausgezeichnet, die von den Instituten des Forschungsverbundes bearbeitet werden. Die Dissertation muss an einer Forschungseinrichtung in Berlin oder Brandenburg entstanden sein. Der Preis ist mit 3.000 Euro dotiert.
„Ich wollte immer schon verstehen, wie die Welt funktioniert“, sagt Lisa Torlina selbst über ihre Forschung. Deshalb untersucht sie, wie Atome und Moleküle mit Lichtimpulsen interagieren und welche Dynamik der Elektronen durch die Lichtimpulse auslöst werden – große offene Fragen in der Grundlagenforschung der Physik. „Mit ihrer Doktorarbeit hat sie bahnbrechende Beiträge zu Problemstellungen geleistet, die seit Jahrzehnten diskutiert werden”, erzählt ihre Doktormutter Prof. Dr. Olga Smirnova vom MBI. Sie betreute die Doktorandin während ihrer Promotion an der Leibniz-Graduiertenschule „Dynamics in New Light”. Die Schule unter der Federführung des MBI unterstützte in ihrer Laufzeit von 2011 bis 2015 Doktorandinnen und Doktoranden, die zu ultrakurzen und ultraintensiven Lichtimpulsen arbeiteten.
Wenn die junge Wissenschaftlerin anfängt, von Elektronen und ihrem Weg durch Potentialbarrieren zu erzählen, wird schnell klar: Sie hat ihre Leidenschaft zum Beruf gemacht. Schon in der Highschool in Australien, wo sie aufgewachsen ist, war sie fasziniert von den Naturwissenschaften: „Wenn du in der Mathematik den Regeln folgst, kommst du immer zum richtigen Ergebnis, egal wie unwahrscheinlich dieses Resultat am Anfang zu sein schien”, so Lisa Torlina. In ihrem jetzigen Forschungsfeld machen ihre Untersuchungsgegenstände oft nicht das, was man erwarten würde. Wirft man etwa einen Ball gegen die Wand, kommt er zurückgesprungen. Treffen hingegen Elektronen auf ein Hindernis, kann es sein, dass sie es durchbrechen – Physiker nennen das durch eine Barriere „tunneln“. Diese Bewegungen werden sichtbar gemacht, indem Lichtimpulse auf Elektronen gesendet werden, die sie dann reflektieren, ähnlich wie bei einem Foto. Dabei bewegen sich die Elektronen so schnell, dass dieser Prozess in Milliardstel von Milliardsteln Sekunden, sogenannten Attosekunden, gemessen wird. In der Theorie-Abteilung des MBI haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Prozess theoretisch modelliert.
Um solche Beobachtungen dann zu interpretieren, braucht es eine sehr gute theoretische Beschreibung. Diese hat Lisa Torlinas Rahmenwerk geliefert: Ihr „Analytical R‐Matrix Approach (ARM)“ erlaubt es, die Effekte der Wechselwirkung der Elektronen mit dem Licht und mit dem Atomkern auseinanderzuhalten. Die Betrachtung zeigt etwa, dass keine Zeit vergeht, wenn ein Elektron mit Hilfe des Lichtes die Potentialbarriere durchbricht, die aufgrund der Anziehungskraft des positiven Atomkerns besteht. Um diese Erkenntnisse zu gewinnen, hat Lisa Torlina viel Zeit am Schreibtisch verbracht: Erst nach Monaten von Berechnungen, deren Ergebnisse wieder neue Probleme aufwarfen, konnte sie ihre Theorie an spezifischen Fällen testen. „Aber so funktioniert eben die Forschung“, erinnert sich die Wissenschaftlerin an ihre Promotion. Heute bekommt sie mit ihrem ARM-Tool weitaus bessere Ergebnisse als mit bisher etablierten Verfahren.
Nach Abschluss ihrer Dissertation hat Lisa Torlina eine Post-Doc-Stelle am MBI angetreten – bis heute sind aus ihrer Arbeit am MBI acht Veröffentlichungen in renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften entstanden. Lisa Torlina spricht auf internationalen Konferenzen und hat nun den Marthe-Vogt-Preis gewonnen, eine große Ehre für die Physikerin. „Lisa Torlina ist ohne Zweifel eine der talentiertesten unter den Doktorandinnen und Doktoranden, mit denen ich je zusammen gearbeitet habe”, freut sich auch ihre Doktormutter über den Erfolg der jungen Nachwuchswissenschaftlerin.
Text: Alessa Wendland
Verleihung des Marthe-Vogt-Preises
Die Preisverleihung findet am Mittwoch, 8. November, um 19 Uhr im Haus der Leibniz-Gemeinschaft, Chausseestraße 111, in Berlin statt. Sie ist Teil der Berlin Science Week 2017. Die Veranstaltung ist für alle Interessierten offen. Der Eintritt ist frei. Bei Interesse melden Sie bitte Ihre Teilnahme bei uns an – per E-Mail unter preisverleihung(at)fv-berlin.de oder telefonisch unter 030 / 6392‐3339.
Weitere Informationen: www.fv-berlin.de/nachwuchs/nachwuchswissenschaftlerinnen-preis-1
