Der Herr über Tropfen, Blasen, Turbulenzen bekommt den renommierten Balzan-Preis

Vor kurzem hat Detlef Lohse einen der Balzan-Wissenschaftspreise bekommen und dabei bewiesen, wie stark seine Forschung mit dem Alltag verbunden ist, und wie nützlich theoretische Physik sein kann.

Rolf App
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Beschleunigt sich der Prozess der Eisschmelze, wird das Gleichgewicht und somit die Ozeanströmungen gestört. (Bild: Devin Powell/AP)

Beschleunigt sich der Prozess der Eisschmelze, wird das Gleichgewicht und somit die Ozeanströmungen gestört. (Bild: Devin Powell/AP)

Seine Doktoranden behaupten, Detlef Lohse «rieche» Fehler. In ihren Modellen und Berechnungen Fehler aufzuspüren, das ist eine wichtige Aufgabe des 55-jährigen Physikers, der seit zwanzig Jahren an der Universität Twente im holländischen Enschede forscht – und der für seine Arbeit vor kurzem in Rom einen der mit 750000 Franken dotierten Balzan-Wissenschaftspreise bekommen hat. «Ich arbeite hart», sagt Lohse denn auch am Rande dieser Preisverleihung, und beschreibt einen normalen Arbeitstag: Am Morgen liest, schreibt und rechnet er selber, am Nachmittag finden im Vieraugengespräch oder in kleinen Gruppen vor einer grossen Tafel im Labor Präsentationen statt, und nach dem Abendessen arbeitet er zu Hause unverdrossen weiter. Wenn er davon erzählt, spürt man eine grosse Disziplin auf der einen, und viel Freude auf der andern Seite.

An Ideen mangelt es Detlef Lohse nicht, er findet sie oft im Alltag. Wer sich unter seinem Fachgebiet, der Fluiddynamik, nichts vorzustellen vermag, dem erzählt er vom Kochtopf, in dem sich Blasen und Turbulenzen entwickeln, wenn er auf eine heisse Platte gesetzt wird. Der Druck spielt dabei eine Rolle, und die Menge des gelösten Gases.

Vom heissen Kochtopf zur Klimaerwärmung

Fände dieser Prozess in einem geschlossenen System statt, dann spräche man von der Rayleigh-Bénard-Konvektion, und wäre in einem von Lohses Spezialgebieten angekommen. Das auch von enormer politischer Relevanz ist. Denn was geschieht in der Atmosphäre, wenn sie sich immer stärker erwärmt? Klare Antwort: Die Turbulenzen nehmen zu. «Vor allem wenn die Sonne auf dunkle Oberflächen trifft, wärmen sich diese auf, und in der Atmosphäre bilden sich Konvektionsrollen, die sehr gross sind», erklärt er.

Ist genügend aufgewärmtes Wasser in der Nähe, dann entfaltet sich aus solchen Turbulenzen die Kraft der Hurrikane. Auch im Wasser verändert sich einiges, diesmal abhängig vom Salzgehalt. «Salzwasser geht nach unten, weil es schwerer ist», erklärt Lohse. «Wenn es, wie in den Tropen, an der Oberfläche stark aufgewärmt wird, dehnt es sich aus, was dem Absenkungsprozess entgegen wirkt.» In arktischen Gewässern sei es umgekehrt: Da fliesse durch schmelzendes Eis an der Oberfläche salzarmes Wasser nach. «Beschleunigt sich dieser Prozess, dann wird das Gleichgewicht gestört und dadurch auch die Ozeanströmungen.» Ob sich so der Golfstrom abschwächen könnte, der Europa mit Wärme versorgt, ist offen. Zwei Fragen stellt Detlef Lohse sich jeweils, bevor er sich an die Arbeit macht. «Was macht mich neugierig?» Und: «Was wurde schon gemacht?» Nicht nur ganz Grosses zieht ihn an, sondern oft auch sehr Kleines. Und nicht selten mündet die von ihm in Gang gesetzte Forschung in konkrete Anwendungen.

Mit Bläschen die Blutbahnen erkunden

Da sind zum Beispiel jene kleinen Bläschen, die über ein Kontrastmittel in die Blutbahn gespritzt und via Ultraschall sichtbar gemacht werden. Mit ihrer Hilfe können Veränderungen an den Herzkranzgefässen diagnostiziert werden. Oder da sind jene Wassertropfen, bei denen er sich, am Strand sitzend, gefragt hat: «Wovon hängt es ab, wie tief der Tropfen eindringt?». Die Nutzanwendung liegt auf der Hand, denn «eine Antwort gibt Hinweise auf die bestmögliche Bewässerung in der Wüste.» Oder da ist jener Blasenteppich, mit dessen Hilfe sich der Strömungswiderstand von Schiffswänden – und damit der Treibstoffverbrauch - reduzieren lässt.

Detlef Lohse

Detlef Lohse

Tropfen, Blasen, Turbulenzen: Diese drei Stichworte umschreiben in etwa Detlef Lohses Welt. An Ideen mangelt es ihm nicht, wohl aber oftmals an Zeit. Und an guten, das heisst neugierigen und intelligenten Mitarbeitern für seine achtzig Personen umfassende Abteilung. Hat er sie gefunden, dann dürfen sie durchaus Fehler machen – Lohse wird sie schon finden.