Physik-Nobelpreis 2014

Drei Japaner für LED-Forschung ausgezeichnet

In Stockholm sind die Gewinner des Physik-Nobelpreises bekanntgegeben worden. Die drei japanischen Wissenschaftler Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura gelten als Erfinder der Leuchtdioden.
Update: 07.10.2014 - 13:06 Uhr Kommentieren

LED-Erfinder erhalten Nobelpreis

StockholmMit dem diesjährigen Physik-Nobelpreis werden die japanischen Wissenschaftler Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura ausgezeichnet. Sie haben bereits vor Jahren erfolgreich im Bereich der LED-Lichttechnologie geforscht. Wie das Nobelpreis-Komitee am Dienstag in Stockholm mitteilte, wird ihnen die Auszeichnung für die Forschung zu neuen energieeffizienten und umweltfreundlichen Lichtquellen verliehen, die auch als LED bekannt sind.

Die Forscher gelten als Erfinder der Leuchtdioden. Diese Erfindung sei zwar erst 20 Jahre alt, teilte die Akademie weiter mit. Doch die Arbeit der drei habe es schon erlaubt, „weißes Licht in einer völlig neuen Art zum Nutzen aller“ zu erzeugen. In einer ersten Reaktion zeigte sich Shuji Nakamura "überwältigt". „Es ist unglaublich“, erklärte der Wissenschaftler.

Den drei Wissenschaftlern gelang es zu Beginn der 90-er Jahre gelungen, aus Halbleitern auch blaues Licht zu erzeugen. Zuvor war gab es nur rote und grüne Leuchtdioden. Ohne blaues Licht war es jedoch nicht möglich, weißes Licht zu erzeugen. Mehr als drei Jahrzehnte versuchten Forscher auf der ganzen Welt vergeblich, das fehlende blaue Licht zu produzieren. Erst den nun ausgezeichneten Wissenschaftlern gelang es. Das Nobel-Komitee spricht von einer „Revolution“, da nur durch die Entdeckung der drei Forscher die gesamte Lichttechnologie weltweit dramatisch verändert werden konnte. Sie entdeckten ein Halbleitermaterial, das auch blaues Licht ausstrahlen konnte. Doch der Weg dahin war lang und kompliziert: Mehr als 1000 Versuche mit unterschiedlichen Materialien waren notwendig, um ein Kristall zu finden, das unter Strom blaues Licht aussenden kann. Sie fanden es in Galliumnitrid.

Die Physik-Nobelpreisträger seit 2004
The Nobel Committee, Sune Svanberg, Gunnar Oquist and Lars Brink, announce the winners of the the 2004 Nobel physics prize in Stockholm
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2004: David Gross, David Politzer und Frank Wilczek

Die drei amerikanischen Physiker erhielten vor zehn Jahren den Nobelpreis „für die Entdeckung der asymptotischen Freiheit in der Theorie der Starken Wechselwirkung“. Mit ihren Arbeiten konnte das Standardmodell der Teilchenphysik vervollständigt werden. Die „Starke Wechselwirkung“ ist neben der Gravitation, dem Elektromagnetismus und der Schwachen Wechselwirkung einer der vier Grundkräfte der Natur.

Theodor Hänsch_2005
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2005: Theodor Hänsch, Roy Jay Glauber und John Lewis Hall

Der deutsche Physiker Theodor Hänsch (im Bild) wurde 2005 zusammen mit seinem US-Kollegen John Lewis Hall für „Beiträge zur Entwicklung der laserbasierten Präszisionsspektrographie“ mit dem Nobelpreis geehrt. Hänsch ist einer von 20 deutschen Physik-Nobelpreisträgern. Sie teilten sich den Preis mit Roy Jay Glauber der für seine Leistungen in der Quantenphysik mit dem Wissenschaftspreis ausgezeichnet wurde.

Physik-Nobelpreis an Smoot und Mather
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2006: George Smoot und John Mather

Das Weltall ist durchflutet von isotropen (in alle Richtungen gleichmäßig abstrahlenden) Strahlen im Mikrowellenbereich. Diese Strahlung nennt man auch Hintergrundstrahlung. Die beiden US-Physiker George Smoot (l.) und John Mather (r.) erhielten für ihre Entdeckung, dass diese Hintergrundstrahlung dem Planckschen Strahlungsgesetz folgt, den Physik-Nobelpreis des Jahres 2006. Mit den Arbeiten der beiden Wissenschaftler kann der Einfluss dunkler Materie auf die Entwicklung des Kosmos besser nachvollzogen werden.

Fert_Grünberg_2007
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2007: Albert Fert und Peter Grünberg

Zusammen mit seinem französischen Kollegen Albert Fert gelang dem deutschen Peter Grünberg die Entdeckung des GMR-Effekts. Dieser Effekt beschreibt die Wechselwirkung von abwechselnd magnetischen und nichtmagnetischen dünnen Schichten. Mit den Arbeiten der beiden Forscher konnte Ende der 90er-Jahre die Speicherkapazität von Festplatten erheblich gesteigert werden.

Makoto Kobayashi, Toshihide Masukawa, Yoichiro Nambu
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2008: Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi und Toshihide Masukawa

Zwei Japaner (Makoto Kobayashi, l. und Toshihide Masukawa, Mitte) und ein Amerikaner japanischer Herkunft (Yoichiro Nambu, r.) erhielten 2008 den Nobelpreis für ihre Forschung im Bereich der „spontanen gebrochenen Symmetrie“. Mit ihren Ergebnissen haben die Physiker ein Standardmodell für die Erkenntnis der kleinsten Bausteine jeder Materie entwickelt, so die Schwedische Akademie der Wissenschaften.

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2009: Charles Kao, Willard Boyle und George Smith

Digitalkameras wären ohne ihre Erfindung überhaupt nicht denkbar. Die beiden US-Physiker Willard Boyle und George Smith haben den CCD-Sensor erfunden, der neben den CMOS-Sensor heutzutage in jeder Digitalkamera und in jedem Smartphone zu finden ist. Für ihre Erfindung erhielten sie 2009 den Nobelpreis. Geteilt haben sie sich die Ehrung mit Charles Kuen Kao, der „für seine bahnbrechenden Erfolge auf dem Gebiet der Lichtteilung mittels Fiberoptik für optische Kommunikation“ ebenfalls mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde.

Geim_Novoselov_2010
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2010: Andre Geim und Konstantin Novoselov

Graphen ist einer der Werkstoffe, dem man ein große Zukunft vorhersagt. Dafür gesorgt haben unter anderem der Niederländer Andre Geim (l.) und der Brite Konstantin Novoselov (r.). Vor vier Jahren erhielten sie den Nobelpreis „für grundlegende Experimente mit dem zweidimensionalen Material Graphen“.

LEDs zeichnen sich durch lange Lebensdauer und extrem niedrigen Stromverbrauch aus. „Die gewöhnliche Glühlampe hat das 20. Jahrhundert erleuchtet, die LED-Lampe wird das 21. Jahrhundert erleuchten“, schreibt die Wissenschaftsakademie in ihrer Begründung. Da rund ein Viertel des weltweiten Stromverbrauchs für Beleuchtung benötigt wird, tragen LED-Lampen zu einem dramatisch niedrigeren Verbrauch bei. Die Wissenschaftsakademie betonte in ihrer Begründung, dass die blaue Leuchtdiode gerade einmal 20 Jahre alt ist und dennoch bereits die Lichttechnologie von Grund auf verändert hat. Heute befinden sich LEDs nicht nur im Haus, sondern auch in allen Smartphones, Taschenlampen, Bildschirmen und Verkehrs-Leitsystemen. 

Isamu Akasaki ist 85 Jahre alt und Professor an der Nagoya Universität. Hiroshi Amano (54) lehrt ebenfalls an der Nagoya Universität. Der in Japan geborene Shuki Nakamura (60) ist amerikanischer Staatsbürger und arbeitet als Professor an der University of California. Nakamura arbeitete jahrelang bei Nichia Chemicals, einem damals kleinen japanischen LED-Hersteller. Mittlerweile ist der Konzern einer der größten Hersteller von Leuchtdioden. Nakamura lag längere Zeit in einem Patentstreit mit dem Unternehmen. Man einigte sich jedoch außergerichtlich.

In der Vergangenheit hatte es immer wieder einmal Kritik an der Auswahl der Preisträger gegeben. Es würde nur Grundlagenforschung belohnt und selten physikalische Entdeckungen, die einen ganz praktischen Nutzen im Alltagsleben haben. In diesem Jahr dürften die Kritiker verstummen, denn die LED-Technologie hat sich durchgesetzt Im vergangenen Jahr wurden die Entdecker des sogenannten Higgs-Teilchens, Peter Higgs und Francois Englert, ausgezeichnet.

Diese Woche steht ganz im Zeichen der Nobelpreis-Bekanntgaben. Nach den Medizin- und Physik-Preisträgern am Montag und Dienstag folgt  am Mittwoch die Bekanntgabe der Chemie-Nobelpreisträger. Der Literaturnobelpreisträger wird am Donnerstag bekanntgegeben. Am Freitag wird in der norwegischen Hauptstadt Oslo der Friedensnobelpreisträger präsentiert. Am kommenden Montag folgt dann der Wirtschaftsnobelpreis, der kein offizieller Nobelpreis ist, sondern 1968 von der schwedischen Zentralbank gestiftet wurde.

In diesem Jahr erhalten die Preisträger acht Millionen Kronen, das sind umgerechnet rund 878 000 Euro. Seit der ersten Nobelpreisvergabe 1901 wurden insgesamt 254 Amerikaner mit einem Nobelpreis geehrt. Auf die USA folget Großbritannien mit 93 Auszeichnungen und Deutschland mit 80.

Die Nobelpreise werden stets am 10. Dezember, dem Todestag ihres Stifters, des schwedischen Industriellen Alfred Nobel, in Stockholm und Oslo übergeben.

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