Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2011
Der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2011 geht an vier Wissenschaftlerinnen und sechs Wissenschaftler. Sie sind aus 152 Vorschlägen ausgewählt worden. Der mit 2,5 Millionen Euro dotierte Preis wurde am 16. März 2011 in Berlin verliehen. Er zeichnet hervorragende Wissenschaftler*innen für herausragende wissenschaftliche Leistungen aus.
- Prof. Dr. Ulla Bona
- Prof. Dr. Christian Büche
- Prof. Dr. Anja Feldman
- Prof. Dr. Kai-Uwe Hinrich
- Prof. Dr. Anthony A. Hyma
- Prof. Dr. Bernhard Keime
- Prof. Dr. Franz Pfeiffe
- Prof. Dr. Joachim Friedrich Quac
- Prof. Dr. Gabriele Sadowsk
- Prof. Dr. Christine Silberhor
Prof. Dr. Ulla Bonas, Mikrobiologie/Molekulare Phytopathologie
Ulla Bonas ist eine der weltweit führenden Forschenden auf dem Gebiet der Wechselwirkungen zwischen pathogenen Bakterien und Pflanzen. Die Genetikerin befasst sich seit gut 20 Jahren mit dem Pflanzenpathogen Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria (Xcv), das besonders bei Paprika und Tomaten von Bedeutung ist. Bonas Forschungen sind auf das engste verbunden mit einem zentralen Avirulenzgen von Xcv, dem AvrBs3-Gen. In einer Reihe von aufsehenerregenden Arbeiten gelang ihr zunächst die Klonierung und Charakterisierung des AvrBs3 und anschließend die Aufklärung seiner Funktionalitäten. Mit diesen trägt das AvrBs3 einerseits zum Zellwachstum bei, wobei es die Pflanze trickreich dazu bringt, es mit Nährstoffen zu versorgen. Andererseits löst es in resistenten Pflanzen durch eine Bindung an das Bs3-Gen ein Suizidprogramm aus, das den Zelltod bewirkt, sodass das Pathogen keine Nährstoffe mehr erhält – womit die Pflanze dem Bakterium seinen Trick gleichsam „heimzahlt“. Diese Arbeiten sind von fundamentaler Bedeutung für das Verständnis von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen. Hohe Bedeutung haben sie auch für die Biotechnologie, da sie Wege aufzeigen, Gene gezielt ein- und auszuschalten.
Nach Biologiestudium und Promotion in Köln begann Ulla Bonas als Postdoktorandin in Berkeley ihre Forschungen zum Xcv, die sie danach in Berlin und – als Heisenberg-Stipendiatin der DFG – in Frankreich fortsetzte. 1992 habilitierte sie sich an der FU Berlin, seit 1998 ist sie an der Universität Halle-Wittenberg tätig, wo sie einen Lehrstuhl für Genetik am Institut für Biologie hat. Bonas gilt als besonders einfallsreiche Forscherin, als begabte Netzwerkerin und engagierte Förderin des wissenschaftlichen Nachwuchses.
Prof. Dr. Christian Büchel, Kognitive Neurowissenschaften
Christian Büchel erhält den Leibniz-Preis für seine grundlegenden Forschungen zu neuronalen Netzwerkeigenschaften, die bei komplexen Hirnprozessen wie Lernen, Gedächtnis, Sprache, Angst und Schmerz zum Tragen kommen. Seine Arbeiten zeichnen sich durch große Themenvielfalt und Interdisziplinarität aus. In der kognitiven Neuroforschung konnte Büchel anhand der Aufmerksamkeit beim Menschen erstmals belegen, dass die funktionelle Interaktion zwischen den Hirnregionen höheren kognitiven Prozessen unterliegt. In anderen Arbeiten erforschte er die Mechanismen, die zu Angst und Furcht beitragen. Hier zeigte er als Erster am Menschen, dass die Amygdala – eines der Kerngebiete des Gehirns – bei der Furchtkonditionierung eine zentrale Rolle spielt. Von ebenso hoher Bedeutung sind Büchels Beobachtungen, dass bereits neuronale Aktivitäten im Rückenmark durch kognitive Faktoren moduliert werden können und wie Schmerz die Wahrnehmung verändert. Die oft mit hohem technischem Aufwand durchgeführten Forschungen verbinden Kognitionsforschung und neurobiologische Grundlagenstudien und sind auch für die klinische Anwendung hochrelevant.
Christian Büchel studierte Medizin in Heidelberg und wurde parallel zu seiner wissenschaftlichen Qualifikation in Essen, Jena und London zum Facharzt für Neurologie ausgebildet. Nach mehrjährigen Forschungen in Großbritannien ist er seit 2005 Lehrstuhlinhaber für Systemische Neurowissenschaften am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. Für seine Forschungen wurde Büchel national wie international bereits mehrfach ausgezeichnet.
Prof. Dr. Anja Feldmann, Informatik/Computer-Netzwerke/Internet
Anja Feldmann gilt in Deutschland als die wissenschaftliche Expertin für das Internet und gehört auch international zur Spitze bei der Erforschung des Netzes. Vor allem mit ihren Arbeiten zur Internet-Verkehrsanalyse und -Modellierung sowie zum Internet-Routing hat sie über die Grundlagenforschung hinaus auch die praktische Entwicklung des Internet entscheidend geprägt. Ihre Studien zu den Möglichkeiten und Grenzen des Web-Proxy-Caching beeinflusste die Geschäftsentscheidungen zahlreicher Internet-Dienste, die auf Feldmann zurückgehenden Methoden zum Komprimieren und Senden aktualisierter Webseiten fanden Eingang in alle Webbrowser und Server. Auch zu dem Softwarepaket Netscope, mit dem der Verkehr innerhalb eines Internet-Dienstes visualisiert und optimiert wird, hat die Informatikerin maßgeblich beigetragen. Mit ihm berechnete Feldmann zudem erstmals eine Verkehrsmatrix für einen Internet-Dienst, was sie später auf eine globale Verkehrsmatrix für das gesamte Netz ausweitete. In jüngeren Arbeiten beschäftigt sich Feldmann mit Systemen zur Abwehr gezielter Angriffe auf Hochgeschwindigkeitsnetze und mit neuen Anwendungs- und Nutzungsformen wie Chats, web 2.0 und Soziale Netzwerke. Die hier gewonnenen Erkenntnisse sollen die Architektur des Internets weiter verbessern.
Die weltweit vielleicht einmalige Verbindung von Theorie und Praxis in Anja Feldmanns Arbeiten geht auf ihre Forschungszeit in den USA zurück, wo sie nach dem Informatik-Studium in Paderborn an der Carnegie Mellon University promovierte und danach in den Entwicklungslabors des Computer- und Technologieherstellers AT & T tätig war. Mit nur 33 Jahren wurde Feldmann auf eine Professur an der Universität des Saarlandes berufen, von dort wechselte sie – bei drei gleichzeitigen Rufen – an die TU München, bevor sie 2006 den Stiftungslehrstuhl der Deutschen Telekom AG für „Intelligente Netze und Management verteilter Systeme“ an der TU Berlin annahm.
Prof. Dr. Kai-Uwe Hinrichs, Organische Geochemie
Kai-Uwe Hinrichs verbindet in seinen Forschungen die Geochemie mit der Mikrobiologie. Er interessiert sich vor allem dafür, wie bestimmte Mikroorganismen den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen und welche Auswirkungen diese Prozesse auf unseren Planeten haben. Schon früh konnte Hinrichs zeigen, dass die tiefe Biosphäre des Ozeans von Archaeen belebt ist, die nicht nur an der Bildung von Methan, sondern auch an bis dahin kaum erforschten Bildungsprozessen komplexerer Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Propan beteiligt sind. Bereits hier wandte Hinrichs eine selbstentwickelte Methode an, bestimmte organische Moleküle – sogenannte Biomarker – in geologischen Umweltproben zu untersuchen, um mikrobielle Prozesse zu identifizieren und zu quantifizieren. In weiteren Arbeiten befasst er sich mit Massensterben von Organismen, evolutionären Nischen und Archaebakterien, was über die Biogeochemie hinaus auch für die Evolutionsbiologie und die Forschung nach dem Ursprung des Lebens von Bedeutung ist.
Von Hause aus Chemiker, spezialisierte sich Kai-Uwe Hinrichs mit seiner Diplomarbeit in Oldenburg auf die Organische Geochemie, in der er auch promovierte. Seinen späteren Forschungsschwerpunkten wandte er sich erstmals als Postdoktorand am weltberühmten Ozeanographischen Forschungsinstitut von Woods Hole/USA zu, wo er anschließend auch als Assistenzprofessor tätig war, bevor er 2002 an die Universität Bremen berufen wurde. Dort ist er neben seiner Professur am Department für Geowissenschaften auch maßgeblich am Bremer Forschungszentrum und Exzellenzcluster MARUM beteiligt. Zuletzt erhielt Hinrichs einen der begehrten „Advanced Grants“ des European Research Council.
Prof. Dr. Anthony A. Hyman, Zellbiologie/Mikrotubuli und Zellteilung
Anthony A. Hyman wird als einer der weltweit führenden Zellbiologen mit dem Leibniz-Preis ausgezeichnet. Seine Forschungen an der Nahtstelle zwischen der Zellbiologie und der Entwicklungsbiologie gehen vor allem der Frage nach, welche Rolle die sogenannten Mikrotubuli bei der Zellteilung spielen. Diese Komponenten des Zytoskeletts steuern als eine Art dynamische „molekulare Maschine“, wie sich die Bestandteile einer Zelle auf die beiden Tochterzellen verteilen. Zur Erforschung des Mikrotubuli-Zytoskeletts entwickelte Hyman eine ganze Reihe neuartiger insbesondere physikalischer und genomischer Methoden, so etwa im Bereich der Laser-Mikrochirurgie. Mittels Videomikroskopie und Hochdurchsatzverfahren identifizierte er zudem Hunderte von Genen, die in der Zellteilung Defekte auslösen. Mit seinen Erkenntnissen trug Hyman wesentlich zum besseren Verständnis der Zellteilung bei, die einer der fundamentalsten und komplexesten Prozesse in biologischen Systemen ist. Zugleich leistete er wichtige Impulse zur Weiterentwicklung der Zellbiologie und zur Entwicklung der Systembiologie.
Sein Zoologie-Studium absolvierte Anthony A. Hyman am Imperial College in London, seine Promotion in Cambridge, sein Postdoktorat an der University of California in San Francisco. Anschließend war er zunächst Gruppenleiter am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg. 1999 wurde er an das neugegründete Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI – CBG) in Dresden berufen, wo er bis heute forscht.
Prof. Dr. Bernhard Keimer, Experimentelle Festkörperphysik
Bernhard Keimers Forschungen widmen sich zentralen und komplexen Fragen der Festkörperphysik. Keimer ist einer der international herausragendsten Vertreter auf dem Gebiet der Neutronenstreuung, sein Name steht für eine eigene Methodik, mit der er die seit mehr als 20 Jahren laufende und noch immer faszinierende Suche nach den Mechanismen der Hochtemperatur-Supraleitung in Cupraten – chemischen Verbindungen mit einem kupferhaltigen Anion – vorantreibt. Mit der Methode der inelastischen Neutronenstreuung setzt Keimer vor allem bei der Erforschung von Spinanregungen in Hochtemperatur-Supraleitern Maßstäbe. Die Grundlagen hierfür schuf er selbst durch ein Programm zur Herstellung von Einkristallen, die für die Neutronenexperimente aus Mosaiken von mehreren Hundert kleinen, nahezu perfekten Proben zusammengesetzt werden. Dieselbe langfristig angelegte Strategie setzte Keimer auch zur Aufklärung anderer Strukturen ein, so etwa der Magnetstruktur von Ruthano-Cuprat-Verbindungen. In weiteren Arbeiten leistete er wichtige Beiträge zum besseren Verständnis von Mott-Isolatoren.
Bereits nach dem Physik-Vordiplom an der TU München wechselte Bernhard Keimer an das renommierte Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston, wo er auch promovierte. Anschließend hatte er verschiedene Professuren in Princeton inne, bevor er 1999 als Direktor an das Stuttgarter Max-Planck-Institut für Festkörperphysik berufen wurde. Er ist einer der weltweit meistzitierten Wissenschaftler seines Faches, Mitherausgeber führender Fachjournale und Mitglied zahlreicher Akademien. Hohes Ansehen genießt er auch als Mentor, der den wissenschaftlichen Nachwuchs aus aller Welt anzieht.
Prof. Dr. Franz Pfeiffer, Lasermedizin
Franz Pfeiffer ist bereits mit 38 Jahren eine internationale Kapazität in der Röntgenforschung und verbindet hohe wissenschaftliche Begabung mit ausgeprägtem Gespür für spitzentechnologische Innovation. Seine Arbeiten haben der Röntgenforschung neue Wege zur Visualisierung von Gewebe eröffnet. Dabei ging er von dem Phänomen der Phasenverschiebung aus, die beim Röntgen während der Gewebe-Durchquerung auftritt und durch das Wechselspiel von konstruktiver und destruktiver Interferenz einen deutlichen Kontrast entstehen lässt. Vor Pfeiffers bahnbrechenden Arbeiten war eine derartige Phasenkontrast-Röntgenbildgebung nur durch die Synchrotron-Röntgenquellen von Großforschungsanlagen erreichbar. Pfeiffer erfand ein völlig neuartiges Visualisierungsverfahren, das auf breitbandigen röntgenoptischen Transmissionsgittern beruht, und kombinierte es mit den Methoden der Computertomographie. So wurden bis dahin unerreicht klare dreidimensionale Einblicke in biomedizinische Objekte möglich. Ein zweiter Durchbruch gelang Pfeiffer, indem er die Dunkelfeldbildgebung für Labor-Röntgenquellen nutzbar machte. Über die biophysikalische Grundlagenforschung hinaus haben diese Forschungen ein immenses Potenzial für die Anwendung in der medizinischen Bildgebung und Diagnostik und werden etwa die Möglichkeiten der Mammographie und Computertomographie deutlich verändern.
Nach dem Physik-Studium an der Ludwig-Maximilians-Universität München experimentierte Franz Pfeiffer bereits für seine Dissertation an der Universität des Saarlandes in Großforschungsanlagen wie dem DESY in Hamburg. Als Postdoktorand forschte er an der Universität von Illinois, anschließend am renommierten Paul Scherrer Institut in der Schweiz. 2007 wurde er Assistenzprofessor an der ETH Lausanne, 2009 folgte er dem Ruf auf den Lehrstuhl für Angewandte Biophysik der TU München, wo er ein Labor für biomedizinische Röntgenbildgebung aufbaut.
Prof. Dr. Joachim Friedrich Quack, Ägyptologie
Joachim Friedrich Quack erhält den Leibniz-Preis als einer der international bedeutendsten deutschen Ägyptologen. In allen Entwicklungs- und Sprachformen des Ägyptischen gleichermaßen souverän beheimatet, widmet er sich vor allem der späteren Ägyptologie und hier besonders der griechisch-römischen Zeit. Diese wurde in der traditionellen Ägyptologie lange eher stiefmütterlich behandelt und konnte so weder ihren eigenen Reichtum noch ihre Bedeutung für die anderen klassischen Altertumswissenschaften entfalten. Es ist Quacks Verdienst, mit ihr eine ganze Epoche der ägyptischen Kulturgeschichte in ihrer faszinierenden Eigenheit und historischen Bedeutung erschlossen und zugänglich gemacht zu haben. Dies geschah in mehreren großen Monographien und zahlreichen Aufsätzen. Fundamental sind auch Quacks Forschungen zur Rekonstruktion des „Buches vom Tempel“, eines der wichtigsten Dokumente der ägyptischen Religionsgeschichte schlechthin, das viele Jahrhunderte gültig war und genaue Angaben darüber machte, wie der „ideale Tempel“ zu bauen und zu betreiben war. Ausgehend von nur zwei Papyri konnte Quack Dutzende über die ganze Welt verstreute Handschriften ausfindig machen und zusammenführen. Derzeit arbeitet er an einer mit Spannung erwarteten kommentierten Edition des Textes.
Bereits die Magisterarbeit von Joachim Friedrich Quack zum Abschluss seines Studiums in Tübingen und Paris wurde zum Standardwerk, ebenso seine Dissertation. Nach einem Ausbildungsstipendium der DFG in Kopenhagen und einem DFG-Forschungsstipendium war er wissenschaftlicher Mitarbeiter an der FU Berlin, wo er sich habilitierte. 2005, mit erst 39 Jahren, wurde Quack als Nachfolger von Jan Assmann Professor für Ägyptologie in Heidelberg.
Prof. Dr. Gabriele Sadowski, Technische Thermodynamik
Gabriele Sadowski forscht äußerst erfolgreich an der Schnittstelle von Ingenieur- und Naturwissenschaften und gilt als eine der Leitfiguren in der internationalen Thermodynamik-Community. Wegweisend sind vor allem ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Polymerthermodynamik und der statistisch-thermodynamisch begründeten Zustandsgleichungen. Dabei hat sie unter anderem die sogenannte SAFT-Theorie zur molekularen Modellierung von Fluiden auf die Beschreibung von Polymersystemen erweitert. Die von ihr hierzu entwickelte Zustandsgleichung PC-SAFT gilt heute als Industriestandard und wird in Software-Paketen zur Prozess- und Zustandsberechnung eingesetzt. In jüngeren Arbeiten weitete Sadowski die Erforschung thermodynamischer Eigenschaften auf die Lebenswissenschaften und hier auf komplexe Mischungen aus, die biologisch gewonnene Wirkstoffe erhalten. Ihre Forschungen auf diesem international sich gerade erst entwickelnden Gebiet der Biothermodynamik sind für die Medizin und die Biotechnologie von hoher Bedeutung und können etwa zur Herstellung partikulärer pharmazeutischer Wirkstoffe beitragen.
Nach dem Studium der Chemie und der Promotion an der TU Leuna-Merseburg wechselte Gabriele Sadowski in die Verfahrenstechnik, in der sie sich 2000 an der TU Berlin auch habilitierte. Mit gerade 36 Jahren nahm sie 2001 den Ruf auf einen Lehrstuhl für Thermodynamik an der TU Dortmund an. Für ihre Arbeiten wurde Gabriele Sadowski bereits mehrfach ausgezeichnet, auch zahlreiche Einladungen zu Keynote Lectures bei hochrangigen Konferenzen belegen ihre wissenschaftliche Qualität. Als Initiatorin und Koordinatorin eines DFG-Schwerpunktprogramms ist sie auch im Wissenschaftsmanagement engagiert, ebenso als Dekanin in der akademischen Selbstverwaltung und in Fachbeiräten der Chemischen Industrie. Hohe Anziehungskraft hat sie auf ausländische Forscher*innen und den wissenschaftlichen Nachwuchs.
Prof. Dr. Christine Silberhorn, Quantenoptik
Christine Silberhorn ist die jüngste Trägerin des Leibniz-Preises 2011. Trotz ihrer erst 36 Jahre hat sie bereits eine Spitzenstellung in der experimentellen Quantenoptik mit enormer internationaler Sichtbarkeit inne. Ihre Arbeiten zur Quanteninformationsverarbeitung zeichnen sich durch den Einsatz von kontinuierlichen statt diskreten Variablen und eine außergewöhnliche thematische Bandbreite aus. Diese reicht von Quantensystemen mit einzelnen Photonen und kontinuierlichen Variablen über die Implementierung von verschränktem Licht, basierend auf Glasfasern und Wellenleitern, bis zu Quantennetzwerken mit zahlreichen Kanälen. Besonderes Aufsehen erregten Silberhorns Beiträge zur Realisierung von sogenannten Einstein-Podolsky-Rosen-Zuständen und zur Quantenkryptographie mit kontinuierlichen Variablen. Auch ihre neueren Experimente zur Realisierung und Messung sogenannter Fock-Zustände mit hoher Photonenzahl sind bedeutsam.
Schon ihre Dissertation, die Christine Silberhorn nach dem Lehramtsstudium der Physik und Mathematik in Erlangen-Nürnberg zur Quanteninformationsverarbeitung anfertigte, wurde mit dem Ohm-Preis ausgezeichnet. Nach dem Postdoktorat in Oxford habilitierte sich Silberhorn 2008 an der Universität Erlangen-Nürnberg, von wo sie 2010 einem Ruf auf einen Lehrstuhl für Experimentalphysik an der Universität Paderborn folgte. 2008 erhielt sie die wichtigste Auszeichnung für den wissenschaftlichen Nachwuchs in Deutschland, den Heinz Maier-Leibnitz-Preis von DFG und BMBF – dem nur zwei Jahre später jetzt der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis folgt.