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Der Con­so­li­da­tor Grant ist ein neues In­stru­ment, mit dem der ERC her­aus­ra­gen­de For­sche­rin­nen und For­scher för­dert, um sie als Ta­len­te an eu­ro­päi­schen Hoch­schu­len zu hal­ten. Uni­ver­si­täts­prä­si­dent Prof. Dr. Die­ter Len­zen: „Ich gra­tu­lie­re Prof. Küp­per zu die­sem groß­ar­ti­gen Er­folg und ich freue mich sehr, dass er seine Ar­beit an der Uni­ver­si­tät Ham­burg fort­set­zen wird. Für den Wis­sen­schafts­stand­ort Deutsch­land sind Pro­gram­me wie der ERC Con­so­li­da­tor Grant von fun­da­men­ta­ler Be­deu­tung, um der Ab­wan­de­rung von Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­lern ent­ge­gen zu wir­ken und die Uni­ver­si­tä­ten dabei zu un­ter­stüt­zen, hoch qua­li­fi­zier­ten Ta­len­ten eine at­trak­ti­ve Per­spek­ti­ve zu bie­ten.“

Blick in die ele­men­ta­ren Bau­stei­ne des Le­bens

Der For­schungs­ge­gen­stand von Prof. Küp­per ist die Kon­trol­le kom­ple­xer Mo­le­kü­le, den ele­men­ta­ren Bau­stei­nen der Natur. Mo­le­kü­le än­dern stän­dig ihre Struk­tur, rea­gie­ren mit an­de­ren Mo­le­kü­len oder wer­den durch Strah­lung oder Wärme zer­stört. Dies alles pas­siert in un­se­rem Kör­per, in der Um­welt und auch im Welt­all. Die ele­men­ta­ren Pro­zes­se die­ser Mo­le­kül­dy­na­mik voll­zie­hen sich in ul­tra­kur­zen Zeit­räu­men von At­to­se­kun­den (dem mil­li­ards­ten Teil einer mil­li­ards­tel Se­kun­de) und Fem­to­se­kun­den (dem bil­li­ards­ten Teil einer Se­kun­de). Um diese Pro­zes­se dar­stel­len und un­ter­su­chen zu kön­nen, wol­len Küp­per und sein Team neu­ar­ti­ge Kon­zep­te und Tech­no­lo­gi­en für die Be­ein­flus­sung und Kon­trol­le der Be­we­gung kom­ple­xer Mo­le­kü­le wie z. B. Ami­no­säu­ren oder Pro­tei­ne, aber auch Viren, Na­not­eil­chen oder klei­ner Zel­len ent­wi­ckeln.

Ziel: bes­se­res Ver­ständ­nis der Pro­zes­se der Natur

Die For­sche­rin­nen und For­scher er­zeu­gen dafür kalte mo­le­ku­la­re Gase, indem sie die Mo­le­kü­le kurz­fris­tig auf Tem­pe­ra­tu­ren nahe dem ab­so­lu­ten Null­punkt (–273 °C) ab­küh­len. Dann las­sen sich die Mo­le­kü­le in der Gaspha­se mit­hil­fe von elek­tri­schen und elek­tro­ma­gne­ti­schen Fel­dern ge­zielt be­ein­flus­sen und sor­tie­ren. Diese so­ge­nann­ten kon­trol­lier­ten Mo­le­kül­pro­ben sol­len dann mit­tels mo­der­ner Strah­lungs­quel­len wie dem Eu­ro­päi­schen Rönt­gen­la­ser „Eu­ro­pean XFEL“ in Ham­burg ge­filmt wer­den. Neben Ant­wor­ten auf fun­da­men­ta­le phy­si­ka­li­sche Fra­ge­stel­lun­gen wie die nach den Gren­zen der Quan­ten­me­cha­nik für große Ob­jek­te ver­spre­chen sich die For­sche­rin­nen und For­scher von den Ex­pe­ri­men­ten wert­vol­le In­for­ma­tio­nen für die Struk­tur­bio­lo­gie und zum Ver­ständ­nis der fun­da­men­ta­len Pro­zes­se des Le­bens.

Ein mehr­fach aus­ge­zeich­ne­ter Ex­pe­ri­men­tal­phy­si­ker

Jo­chen Küp­per ist seit 2010 Pro­fes­sor für Ex­pe­ri­men­tal­phy­sik an der Uni­ver­si­tät Ham­burg und For­schungs­grup­pen­lei­ter bei DESY. Er wurde im Jahr 2000 an der Uni­ver­si­tät Düs­sel­dorf pro­mo­viert und forsch­te als Post­dok­to­rand an der Uni­ver­si­tät North Ca­ro­li­na/USA und am FOM In­sti­tut für Plas­ma­phy­sik „Ri­jn­hui­zen“/Nie­der­lan­de. 2003 wurde er Grup­pen­lei­ter am Fritz-​Ha­ber-​In­sti­tut der Max-​Planck-​Ge­sell­schaft in Ber­lin. Er er­hielt zahl­rei­che Aus­zeich­nun­gen, u. a. das Feo­dor-​Ly­nen-​Sti­pen­di­um der Alex­an­der von Hum­boldt Stif­tung und den Nernst-​Ha­ber-​Bo­den­stein-​Preis der Deut­schen Bun­sen-​Ge­sell­schaft für Phy­si­ka­li­sche Che­mie. Küp­per ist au­ßer­dem an den For­schungs­ak­ti­vi­tä­ten im Bun­desex­zel­len­clus­ter „The Ham­burg Cent­re für Ul­tra­fast Ima­ging“ (CUI) be­tei­ligt.

Über das CFEL

Das Cen­ter for Free-​Elec­tron Laser Sci­ence (CFEL) auf dem For­schungs­cam­pus Ham­burg-​Bah­ren­feld ist eine Ko­ope­ra­ti­on des Deut­schen Elek­tro­nen-​Syn­chro­trons DESY, der Max-​Planck-​Ge­sell­schaft und der Uni­ver­si­tät Ham­burg. Es be­schäf­tigt sich mit der For­schung an so­ge­nann­ten Freie-​Elek­tro­nen-​La­sern (FEL). Diese neu­ar­ti­gen Licht­quel­len auf der Basis von li­nea­ren Teil­chen­be­schleu­ni­gern er­mög­li­chen es, die Natur auf der Skala ein­zel­ner Mo­le­kü­le und Atome live zu be­ob­ach­ten.