Dabei ist Ropers längst ein Großer seines Fachs.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft zeichnete ihn als führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie aus und erkannte ihm als einem von elf Preisträgern den Leibniz-Preis 2018 zu. Die mit jeweils 2,5 Millionen Euro dotierte Auszeichnung, die am 19. März in Berlin verliehen wird, gilt als wichtigster Forschungsförderpreis Deutschlands.
„Das hier ist das schnellste Elektronenmikroskop der Welt“, sagt Ropers und zeigt stolz auf eine fast drei Millionen Euro teure Anlage, die er und seine Mitarbeiter in den vergangenen Jahren entwickelt haben. „Wir können damit im Augenblick fünf Billionen Bilder pro Sekunde aufnehmen“, sagt der Wissenschaftler. Eine Billion: Das ist eine Eins mit zwölf Nullen.
Ziel der Arbeit mit dem ultraschnellen Mikroskop ist die Beobachtung und Erforschung chemischer und physikalischer Reaktionen von Festkörpern, wenn diese durch Licht, Wärme oder Strom von einem Zustand in einen anderen wechseln. „Wir wollen uns die Prozesse auf der atomaren Skala anschauen“, sagt Ropers, der seit 2011 Professor für experimentelle Festkörper-physik in Göttingen ist. Herkömmliche Mikroskope seien dabei wenig hilfreich. „Damit kann man nur einige Dutzend Bilder pro Sekunde aufnehmen.“
Mit der Apparatur in einem abgedunkelten Raum der Physik-Fakultät auf dem Nordcampus der Universität ist dies anders. „Mit dem von uns entwickelten Elektronenmikroskop kann man nicht nur den Zustand vorher und nachher anschauen, sondern auch den Prozessablauf und wie man diesen steuern kann“, sagt Ropers.
Grundlagen für verbesserte Solarzellen
Auf dem Bildschirm erscheinen die im Abstand von Piko-Sekunden (Billionstel Sekunden) gefertigten Aufnahmen eines Kristalls, das mit einem Spezial-Laser beschossen wurde. „Auf den ersten Blick erkennt man nicht viel“, räumt Ropers ein. „Aber für uns sind die Aufnahmen hochinteressant.“ Sie halten kleinste Nano-Strukturen wie in Super-Zeitlupe fest.
Derartige Grundlagenforschung sei manchmal nur schwer zu verstehen, sagt Ropers. „Aber sie ist wichtig für den technologischen Fortschritt in unserer Gesellschaft, wie etwa im Bereich der Energieumwandlung“, ergänzt der verheiratete Familienvater von drei kleinen Töchtern.
Langfristiges Ziel seiner Arbeit sei es, Grundlagen zu schaffen zum Beispiel für die Entwicklung neuer Speichermedien oder verbesserter Solarzellen, sagt Ropers. Und dies könne umso besser gelingen, je mehr Bilder pro Sekunde man von physikalischen Prozessen aufnehmen kann. Deswegen reicht dem Forscher sein derzeitiges Super-Elektronenmikroskop auch nicht aus. „Wir haben eine Entwicklung gestartet, die das Ganze noch tausendmal schneller macht“, sagt der Wissenschaftler, der sich zur Entspannung gerne aufs Rennrad setzt.
Für seine Arbeit wurde Ropers schon vielfach ausgezeichnet, unter anderem mit dem Walter-Schottky-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Zuletzt erhielt er den mit 60 000 Euro dotierten Klung-Wilhelmy-Wissenschaftspreis für junge Spitzenforscher.
„Die Auszeichnungen sind eine Bestätigung für die Arbeit“, sagt der 40-Jährige. Die Anerkennung stehe aber nicht nur ihm, sondern dem gesamten Team zu. Auch deshalb werde er die mit dem Leibniz-Preis verbundene Millionen-Förderung vor allem dazu verwenden, die ohnehin schon sehr guten Bedingungen an der Universität Göttingen für seine Arbeitsgruppe weiter zu verbessern.
Ropers ist nicht der erste Göttinger Forscher, der für ein besonderes Mikroskop den Leibniz-Preis erhält. Vor zehn Jahren wurde Stefan Hell für ein verbessertes Lichtmikroskop ausgezeichnet, mit dem man Prozesse in lebenden Zellen sichtbar machen kann. Hell, der am Max-Planck-Institut für bio-physikalische Chemie arbeitet, erhielt 2014 den Nobelpreis.
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