Physik-Nobelpreis geht an Frankreich und Deutschland. Mit dem diesjährigen Nobelpreis für Physik wurde eine Entdeckung ausgezeichnet, ohne die weder I-Pods noch Laptop-Computer funktionieren könnten. Haben Sie sich auch schon gewundert, weshalb es auf ihrem I-Pod noch für Fotos Platz hat, obwohl bereits die komplette Plattensammlung auf dem Mini-Player gespeichert ist? Oder wieso ihr Zentimeter-dünner Laptop mehr Speicherkapazität hat als der Bürocomputer mit der grossen Speicherkiste unter dem Schreibtisch? Was uns Laien als Wunder erscheint hat seinen Ursprung in einer Entdeckung, welche die beiden Physiker Albert Fert und Peter Grünberg vor knapp 20 Jahren gemacht haben und die ihnen jetzt den Nobelpreis für Physik eingebracht hat. Doch der Reihe nach. Auf der Festplatte, dem «Gedächtnis» eines jeden Computers, ist die Information in Form von mikroskopisch kleinen Feldern mit unterschiedlichen Magnetisierungsrichtungen gespeichert. Abgerufen wird die Information über einen Lesekopf, der die Festplatte abtastet, die magnetischen Veränderungen registriert und in elektrische Signale, etwa in Nullen und Einsen, umwandelt. Je dichter die Festplatte gepackt wird, desto mehr Informationen kann sie auf kleinstem Raum speichern. Gleichzeitig werden aber auch die einzelnen magnetischen Felder schwächer, entsprechend muss die Empfindlichkeit des Lesekopfs gesteigert werden. Da konnten die herkömmlichen Induktionsspulen in den Leseköpfen, die Magnetfeldänderungen in elektrische Signale umwandeln, bald nicht mehr mithalten. Die Lösung des Problems brachte die Nutzung des «Riesenmagnetowiderstandes» (englisch «giant magnetoresistence», GMR), eines Phänomens, das Albert Fert von der Universität Paris-Süd und Peter Grünberg vom deutschen Forschungszentrum Jülich 1988 unabhängig voneinander im Jahr 1988 entdeckt hatten. Ein GMR entsteht dadurch, dass Elektronen mit unterschiedlichem Spin (Drehrichtung) sich an Grenzschichten zwischen superdünnen magnetischen und nicht-magnetischen Materialschichten entgegengesetzt verhalten und damit das elektrische Signal im Lesekopf einer Festplatte gewaltig verstärken. So wird es möglich, auch noch sehr schwache Magnetfeldänderungen festzustellen und die darin niedergeschriebene Information herauszulesen. Voraussetzung für all dies sind die neuen nanotechnischen Methoden, mit denen nur wenige Atome dünne Schichten aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden können. GMR ist somit laut dem Nobelkomitee eine der ersten Errungenschaften, die den noch jungen Nanowissenschaften zu verdanken ist. Es wird wohl nicht die letzte sein.
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