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Forscherland NRW

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Grafik bestehend aus Forschungs-Symbolen; Rechte: WDR/dpa[M]bhm

Physik als Herzensangelegenheit

Dank Peter Grünberg haben Computer hohe Speicherkapazität

Von Annika Franck

Seine Entdeckung machte Gigabyte-Festplatten erst möglich. Dem Physiker Peter Grünberg gelang, was sich viele Forscher wünschen: Grundlagenforschung wurde schnell in die Praxis umgesetzt. Teil neun der Porträt-Reihe "Forscherland NRW".

Porträt Peter Grünberg; Rechte: WDR/FranckBild vergrößern

Zerstreuter Professor Peter Grünberg

Peter Grünberg ist der Prototyp des zerstreuten Professors. Es fehlt nur der Vollbart, den er sich gedankenverloren kratzt, wenn er leicht schmunzelnd von seinen neuesten Entdeckungen und Erkenntnissen berichtet. Doch auch so spürt man, dass ihm die Physik nicht nur ein berufliches Anliegen, sondern eine Herzensangelegenheit ist. Zwar ist Grünberg1 seit zwei Jahren offiziell im Ruhestand - der ist bei ihm aber eher ein Unruhestand. Die Rente mit 67 ist für Grünberg kein Thema, denn der Physiker sitzt noch immer gerne an seinem Schreibtisch im Institut für Festkörperforschung im Forschungszentrum Jülich. "Ich schreibe E-Mails und arbeite aktuelle Literatur zu bestimmten Themen auf", erklärt der Wissenschaftler. Er publiziert weiterhin, und forscht natürlich. Das klingt bei Grünberg dann ganz bescheiden so: "Ab und zu mache ich auch noch mal eine kleine Rechnung."

Bahn frei für Gigabyte-Festplatten

Bekannt wurde der heute 67-Jährige Ende der 80er Jahre. 1988 entdeckte er den Riesenmagneto-Widerstandseffekt (GMR),2 mit dessen Hilfe die Speicherkapazität von Festplatten erheblich gesteigert werden konnte.

Stilisierte und eingefärbte Aufnahme einer Festplatte; Rechte: MauritiusBild vergrößern

Sensoren lesen Festplatten-Daten aus

Damals wusste Grünberg sofort, dass ihm und seinem Team der große Wurf gelungen war: "Wie kann man die Speicherkapazität erhöhen - das war damals ein ganz großes Thema, auf allen Konferenzen zum Thema Magnetismus", erinnert sich Grünberg. "Mir war klar, dass das eine große Sache war. Alle haben danach gesucht - und wir hatten's plötzlich! Darum bin ich direkt zum Patentamt gegangen und habe ein umfangreiches Patent angemeldet." Damit waren die Jülicher schneller als französische Kollegen, die zum gleichen Zeitpunkt ähnliche Entdeckungen machten. Grundsätzlich bezeichnet sich Grünberg als eher schüchtern. Wenn der Physiker aber von seiner Arbeit erzählt, klingt seine Stimme fest und er ist mit Elan bei der Sache.

Erstaunlich an Grünbergs Entdeckung ist vor allem deren vergleichsweise schnelle Umsetzung in die Praxis: Schon 1997 stellte IBM das erste Laufwerk her, das den GMR-Effekt nutzte. Heute basieren rund 90 Prozent aller Computer-Festplatten auf dem Effekt. Und Grünberg werden immer wieder realistische Chancen auf den Physik-Nobelpreis eingeräumt.

Zukunftspreis vom Bundespräsidenten

Peter Grünberg erhält den Zukunftspreis von Bundespräsident Roman Herzog; Rechte: dpaBild vergrößern

Zukunftspreis 1998 vom Bundespräsidenten

1998 erhielt Grünberg für seine Erfindung den Deutschen Zukunftspreis des Bundespräsidenten - damals aus der Hand von Roman Herzog. Doch eigentlich mag der Wissenschaftler Publicity nicht so sehr. Viel lieber brütet er über wichtigen Themen: "Gerade sind die Spinwellen wieder sehr aktuell. Die Erkenntnisse kann man unter anderem für Schreibprozessoren in Festplattenlaufwerken, als magnetische RAM, nutzen." Heute kann er bei seiner Arbeit teilweise mehr in die Tiefe gehen als früher. "Das ist schon angenehmer, so ganz ohne Druck. Da kann ich auch mal Spuren nachgehen, für die ich früher keine Zeit hatte", sagt Grünberg.

Doch das ist nur ein Grund, warum er immer wieder gerne in sein Büro im Forschungszentrum kommt. "Ich muss mich ja auch kundig machen bei den Mitarbeitern hier, wie die neuesten Ergebnisse aussehen." Da hilft der "Alte" mit seinem Sachverstand, und die "Jungen" zeigen ihm, wie das Internet funktioniert. "Auf viele Dinge kommt man erst durch die jungen Leute", sagt der Physiker.

Planeten als physikalisches Schlüsselerlebnis

Peter Grünberg vor einer Apparatur zur Messung von Magnetströmen; Rechte: WDR/FranckBild vergrößern

Nur noch selten misst der Professor selbst

Wenn er an seine eigene Jugend denkt, fällt Grünberg ein Schlüsselerlebnis für sein Interesse an der Physik ein: "Ich habe mich immer gefragt, wie das wohl kommt, dass sich die Planeten um die Sonne drehen." Schließlich erklärte ihm sein Physiklehrer, "dass die Schwerkraft dafür verantwortlich ist und Newton diese Zusammenhänge herausgefunden hatte. Das war für mich eine derartige Erkenntnis, dass ich dachte: Darüber möchte ich mehr wissen." Und dieses Interesse lässt ihn bis heute nicht los.

Etwas wissen wollen, nach Erkenntnis streben - das macht er mit Hartnäckigkeit. "Wenn ich ein Ziel vor Augen habe, verfolge ich das auch über eine sehr lange Zeit, wenn nötig." Dann kommen andere Dinge schon mal zu kurz. "In solchen Situationen blende ich alles andere aus. Daher bin ich sehr froh, dass meine Frau an so viele Sachen denkt - wie den neuen Smoking zum Beispiel." Den brauchte Grünberg für die Eröffnung einer Ausstellung zum zehnjährigen Bestehen des Zukunftspreises. Die wurde jüngst in München eröffnet und ist im Deutschen Museum zu sehen.

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1 Peter Grünberg

Peter Grünberg wird am 18. Mai 1939 in Pilsen in der heutigen Tschechischen Republik geboren. Er geht im hessischen Lauterbach zur Schule und fängt 1959 an, in Frankfurt Physik zu studieren. Es folgen Diplom und Promotion an der Technischen Hochschule Darmstadt und drei Jahre an der Carleton Universität in Kanada. Seit 1972 ist Grünberg Mitarbeiter am Forschungszentrum Jülich. 1984 folgte die Habilitation an der Universität Köln. Seit 1986 erforscht er die Antiferromagnetischen Kopplungen in Eisen-Chrom-Eisen-Schichten. In diesem Zusammenhang entdeckte Grünberg 1988 den GMR-Effekt (Riesenmagneto-Widerstandseffekt). Seit 2004 ist Grünberg offiziell im Ruhestand.

1998 erhält er den Zukunftspreis des Bundespräsidenten (damals Roman Herzog), 2006 wird er als "Europäischer Erfinder des Jahres" durch die EU-Kommission und das Europäische Patentamt ausgezeichnet. 2007 erhält er die Stern-Gerlach-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG).

Peter Grünberg ist seit 1966 mit seiner Frau Helma verheiratet. Die beiden haben drei erwachsene Kinder und leben in Jülich.

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2 Riesenmagneto-Widerstandseffekt

Der Riesenmagneto-Widerstand (GMR, für engl. Giant Magneto Resistance) basiert auf Effekten, die in magnetischen Schichtstrukturen auftreten. In diesem Fall "kommunizieren" zwei magnetische Schichten, z.B. aus Eisen, über eine Zwischenschicht miteinander. Die hauchdünne Zwischenschicht (die nur wenige Nanometer dünn ist) besteht beispielsweise aus Chrom. Diese Schichten-Konstruktion reagiert empfindlich auf äußere Magnetfelder und verändert dabei ihren elektrischen Widerstand. Genutzt wird dieser Effekt, um Computerfestplatten über Magnetfeldsensoren auszulesen.

Der GMR hat es zudem ermöglicht, die Sensoren noch kleiner zu machen - dadurch hat sich die lesbare Speicherkapazität erheblich erhöht. Diese Fähigkeiten wurden schon kurz nach der Entdeckung von IBM erkannt. 1997 stellte IBM das erste Laufwerk her, das diesen Effekt nutzte.

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Stand: 28.12.2006, 06:00 Uhr


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