Swingin' the Primes

  • 20. May 2016

In einem neuen, kniffligen Rätsel wird in Physik in unserer Zeit nach einem Mathematiker und Physiker mit einem Hang zu Primzahlen gesucht. Wir verlosen drei Buchpreise. 

Die Riemannsche Vermutung ist eine der berühmtesten Vermutungen der Mathematik. Wüsste man, dass sie stimmt, dann wüsste man zum Beispiel zugleich mehr über die Verteilung der Primzahlen unter den natürlichen Zahlen. Doch seit mehr als 150 Jahren beißt sich eine Unzahl von Wissenschaftlern an ihr die Zähne aus.

Der Gesuchte ist einer von ihnen. Als Physiker ersinnt er eine der wohl witzigsten Methoden, um den Nullstellen der Riemannschen Zeta-Funktion – um die geht es bei der Vermutung im Kern – zu Leibe zu rücken: Ein trickreiches Experiment, bei dem er mit Hilfe einer Papierschablone in Form einer geeigneten Kurve, über die er einen pulsierenden Lichtstrahl lenkt, die ersten 29 Nullstellen der Zeta-Funktion mit einer Genauigkeit von einem Prozent per Fotozelle „aufintegriert“.

Die Arbeit entsteht am Philips-Laboratorium in Eindhoven, wo der Gesuchte als leitender Physiker 27 Jahre verbringt – praktisch sein ganzes Berufsleben. Er landet dort nach seiner Promotion, die er zwar an der Universität Utrecht einreicht, aber eigentlich im Labor einer niederländischen Museumsstiftung zur Förderung der Naturwissenschaften, dem Teylers Museum, schreibt. In der Arbeit geht es um den Einfluss ionisierten Gases auf die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen – und darum, wie man das für den Funk nutzen kann.

Tatsächlich stellt die Erforschung von Wellen und Schwingungen, besonders in elektronischen Schaltkreisen, das Hauptarbeitsgebiet des Physikers dar. Nach seiner Studienzeit in Utrecht forscht er auf diesem Gebiet zwei Jahre lang am berühmten Cavendish Laboratory der University of Cambridge. Später, im Labor von Philips, bastelt der Gesuchte dann einen Schwingkreis mit nichtlinearer Dämpfung, für den er berühmt wird – der Oszillator trägt heute seinen Namen.

Hinter dem System aus Röhren und Dioden stecken aus mathematischer Sicht nichtlineare Differentialgleichungen, und um die zu lösen, beschäftigt sich der Gesuchte ausgiebig mit Oliver Heavisides Operatorenrechnung; er schreibt zusammen mit einem Kollegen einen Lehrbuchklassiker darüber. Doch auch für Mathematik ohne physikalischen Nutzen kann er sich begeistern, besonders für Zahlentheorie. Jahrelang sucht er nach Mustern und Struktur in den Primzahlen – sein physikalischer Blick auf die Riemann-Vermutung ist nur eine seiner Arbeiten auf diesem Gebiet.

Andreas Loos, FU Berlin

Wer war der Physiker und Mathematiker mit einem Hang zu Primzahlen? Schreiben Sie die Lösung auf eine Postkarte an: Physik in unserer Zeit, Wiley-VCH, Boschstraße 12, 69469 Weinheim, oder per Email an: thomas@buehrke.com. Absender bitte nicht vergessen! Einsendeschluss ist der 15.6.2016. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Passend zur Fußball-Europameisterschaft verlosen wir drei Exemplare des Buches  Der perfekte Tipp – Statistik des Fußballspiels von Andreas Heuer.

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  • 30. November 2017

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