Maximilian Kreuzer (1960-2010)

2010-11-30 Anton Rebhan

Die österreichischen Kern- und Teilchenphysiker trauern um Maximilian Kreuzer, Professor am Institut für Theoretische Physik der TU Wien und Superstring-Spezialist, der am Freitag, 26. November 2010, im Alter von nur 50 Jahren verstorben ist.

Max war neben seinem Engagement in Lehre und Forschung auch sehr aktiv im Fachausschuss für Kern- und Teilchenphysik und hier insbesondere auch in der Öffentlichkeitsarbeit und für teilchen.at tätig.

Nachruf des Institutes für Theoretische Physik der TU Wien: Max Kreuzer absolvierte von 1978 bis 1983 an der Technischen Universität ein Doppelstudium der Technischen Physik und der Technischen Mathematik, das er jeweils mit Auszeichnung im Jahre 1982 bzw. 1983 abschloss. Von 1983 bis 1987 arbeitete Max Kreuzer als Vertragsbediensteter am Institut für Theoretische Physik und promovierte 1986 bei Wolfgang Kummer über vereinheitlichte Theorien der starken, schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen. In den folgenden Jahren war er Postdoc an der Universität Hannover und Erwin-Schrödinger-Stipendiat an der University of California at Santa Barbara, bevor er 1990 Universitätsassistent am Institut für Theoretische Physik wurde, wo er sich im Anschluss an einen 2-jährigen Forschungsaufenthalt am CERN im Jahr 1993 habilitierte. Im Jahre 1997 wurde Max Kreuzer zum Ao.Universitätsprofessor ernannt. Max Kreuzers wissenschaftliches Werk befasste sich vor allem mit mathematischen Aspekten der Quantenfeldtheorie und Stringtheorie. Er war ein führender Experte in der Anwendung der modernen algebraischen Geometrie in der Superstringtheorie, das ein zentrales Thema der von ihm bis zuletzt mit größtem Einsatz geleiteten Arbeitsgruppe am Institut bildet. Max Kreuzer war ein engagierter akademischer Lehrer, der in seiner noch so jungen und allzu früh jäh beendeten Karriere zahlreiche Diplomarbeiten und Dissertationen betreute. Viele Jahre war er auch aktiv und erfolgreich in der Pflichtlehre, u.a. mit der Vorlesung Quantentheorie tätig. Nur wenige Wochen vor seinem Tod, bereits schwer gezeichnet von seinem Leiden, ließ er es sich nicht nehmen, selbst noch die Hauptprüfung einer seiner Diplomandinnen abzunehmen. Max Kreuzer's beachtliche wissenschaftliche Leistungen, sein rückhaltloses Engagement in der Lehre, seine Kollegialität und Bescheidenheit, aber auch seine heroische Tapferkeit und souveräne Gelassenheit, mit der er sein Leiden ertrug, werden uns immer unvergessen bleiben.

Zum wissenschaftlichen Vermächtnis von Max Kreuzer:

Neben etlichen wichtigen Beiträgen zur Quantenfeldtheorie, hat Max internationale Anerkennung insbesondere durch seine Anwendungen der algebraischen Geometrie in der theoretischen Physik geerntet. Hier hat er in Zusammenarbeit mit Harald Skarke (Dozent am Institut für Theoretische Physik der TU Wien) einen für die Superstringtheorie wie für die Mathematik bedeutsamen Meilenstein gesetzt, der einen ähnlich zeitlosen Rang hat wie das Auffinden aller regulären Polyeder durch die griechischen Mathematiker der Antike, nur in höheren Dimensionen, wie sie von der Superstringtheorie eben vorhergesagt werden.

Der Superstringtheorie nach gibt es nämlich neben den vertrauten drei räumlichen Dimensionen noch 6 weitere, so wie ein Bindfaden von ferne nur eine Ausdehnung hat, und die zweite einen kleinen Kreis, den Umfang des dünnen Fadens, bildet, der aus der Nähe sichtbar wird. Im Fall von nur einer weiteren räumlichen Dimension gibt es tatsächlich nur den Kreis und Variationen davon, mit zwei Dimensionen die Oberflächen von Kugel, Torus (doughnut), und Brezel-artigen Gebilden mit mehreren Löchern. In höheren Dimensionen nehmen die Möglichkeiten aber schon unübersehbar zu.

Die Superstringtheorie stellt aber einige sehr einschränkende Forderungen an diese "innere Geometrien", die nach zwei Mathematikern Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten genannt werden. In 2 Dimensionen gibt es nur eine solche Mannigfaltigkeit, nämlich den Torus. Anfang der 90er Jahre waren nur relativ wenige von Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten in höheren Dimensionen bekannt, und Stringtheoretiker sowie Mathematiker gingen daran, nach expliziten Konstruktionen zu suchen. Der Mathematiker Viktor Batyrev von der Univ. Tübingen, mit dem Max Kreuzer 2 gemeinsame Publikationen hat, fand einen Weg, eine große Klasse dieser Gebilde durch Einbettung in noch mehr Dimensionen zu konstruieren, wobei jede dieser Einbettung durch einen reflexiven Polyeder in 4 Dimensionen kodiert wird. In der Mathematik kannte man alle reflexiven Polyeder in 2 Dimensionen, aber in höheren Dimensionen war kein Algorithmus bekannt, mit denen sie systematisch gebildet werden konnten. Diesen Algorithmus haben Max Kreuzer und Harald Skarke 1995 gefunden und danach mit massivem Computereinsatz angewandt, zuerst (1998) alle 3-dimensionalen und schließlich im Jahr 2000 alle 4-dimensionalen reflexiven Polyeder zu finden, genau 473,800,776 Stück. Das Verzeichnis all dieser geometrischen Gebilde und ihrer genauen mathematischen Eigenschaften werden auf einem Server des Instituts für Theoretische Physik verwaltet: http://hep.itp.tuwien.ac.at/~kreuzer/CY/und bilden die weltweit größte Datenbank, mit der Stringtheoretiker Modelle für die Vereinheitlichung aller Grundkräfte konstruieren können. [Zu jedem dieser vielen geometrischen Gebilde gibt es allerdings noch zusätzliche Möglichkeiten und Verallgemeinerungen, sodass gegenwärtig die Anzahl der möglichen Theorien auf 10^500 geschätzt wird (läuft unter dem Namen "string landscape"), wobei die von Max Kreuzer in Zusammenarbeit mit Harald Skarke explizit konstruierte Menge einen harten, gesicherten Kern darstellt.]

Begonnen hat die Auseinandersetzung mit diesem schwierigen mathematischen Problem für Max Kreuzer während eines Aufenthalts an der University of California at Santa Barbara, wo Max mit den Stringtheoretikern Philip Candelas (damals Univ. of Texas at Austin, jetzt Univ. Oxford) und seinem Studenten Rolf Schimmrigk (jetzt Professor an der Uni Bonn) in Kontakt kam. Candelas, der einer der Begründer der Superstringtheorie ist, hatte Anfang der 90er Jahre die Mathematiker in Aufregung versetzt, weil er unter der Annahme der Gültigkeit der Stringtheorie eine Voraussage zu einer extrem schwierigen mathematischen Fragestellung der algebraischen Geometrie machte, die im Widerspruch zu dem stand, was Mathematiker damals angenommen hatten, und die in der Folge aber bestätigt werden konnte (die genaue Geschichte kann man in Brian Greene's Buch nachlesen). Wieder zurück an der TU Wien machte Max sich zusammen mit Harald Skarke an das oben beschriebene Problem, dessen Lösung der Superstringtheorie- Gruppe von Max Kreuzer internationale Reputation in der community verschaffte. Praktisch alle der Mathematik bekannten Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten gehen damit auf die Tätigkeit von Max Kreuzer (zusammen mit Harald Skarke) zurück.

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