Von der Redaktionsleitung, Energiewirtschaft
Warum dieses Interview
Glossare liest man normalerweise nicht. Sie gehören zu den Dokumenten, die man ablegt, bevor man sie überhaupt geöffnet hat.
Beim Neutrinovoltaic Terminology Framework der Neutrino® Energy Group war es anders.
Wir wollten zunächst nur einen kurzen Blick hineinwerfen. Doch aus wenigen Minuten wurde eine intensivere Beschäftigung mit einer Frage, die weit über die Bedeutung einzelner Fachbegriffe hinausgeht: Wie beschreibt man eine Technologie, für die es noch kein allgemein etabliertes wissenschaftliches Vokabular gibt?
Und was geschieht, wenn eine neue technologische Idee über Jahre hinweg mit Begriffen, Vergleichen und Vorstellungen beurteilt wird, die möglicherweise nur einen Teil ihres tatsächlichen Forschungsansatzes erfassen?
Seit 2008 beschäftigt sich Holger-Thorsten Schubart mit der Entwicklung neuer Ansätze zur Energieumwandlung. In dieser Zeit ist aus einer ursprünglichen Idee ein umfangreiches Forschungs- und Entwicklungsprojekt entstanden, das Materialwissenschaft, Nanotechnologie, Festkörperphysik und unterschiedliche Formen physikalischer Wechselwirkungen miteinander verbindet.
Mit dieser Entwicklung sind auch neue Fragen entstanden: nicht nur technologische, sondern ebenso begriffliche.
Was bedeutet Energieumwandlung in einem offenen System? Welche Rolle spielen unterschiedliche physikalische Anregungen? Warum kann die Betrachtung einer Fläche zu kurz greifen, wenn die technische Architektur dreidimensional aufgebaut ist? Und wie unterscheidet man konsequent zwischen einer mathematischen Berechnung, einer Simulation, einem experimentellen Messwert und einer noch offenen wissenschaftlichen Frage?
Das Neutrinovoltaic Terminology Framework versucht, für diese Fragen eine gemeinsame Sprache zu schaffen.
Die erste Fassung erschien am 26. Januar 2026. Seit Anfang November liegt Version 2.0 vor, inzwischen auch in deutscher und spanischer Sprache.
Auf den ersten Blick besteht das Dokument überwiegend aus Definitionen. Doch bei näherer Betrachtung zeigt sich dahinter ein bemerkenswerter Anspruch: Wissenschaftliche Aussagen sollen präziser, Forschungsergebnisse besser vergleichbar und offene Fragen klarer erkennbar werden.
Besonders interessant fanden wir dabei einen Gedanken: Vielleicht beginnt der Fortschritt einer neuen Technologie nicht immer mit einer neuen Antwort, sondern manchmal damit, eine alte Frage endlich richtig zu formulieren.
Das war für uns der Anlass, genauer nachzufragen.
Wir haben Holger-Thorsten Schubart, CEO der Neutrino® Energy Group, sieben Fragen gestellt. Über die Entstehung eines ungewöhnlichen Namens, über die Grenzen vertrauter Vergleiche, über wissenschaftliche Missverständnisse, über die Macht einzelner Begriffe und über die Frage, was in der Forschung bereits bekannt ist und was noch geklärt werden muss.
Dabei ging es auch um Kritik und um die Verantwortung, wissenschaftliche Behauptungen von experimentellen Nachweisen zu unterscheiden.
Dieses Interview ersetzt keine unabhängige physikalische Überprüfung der Technologie. Es möchte vielmehr nachvollziehbar machen, welche Gedanken hinter dem Forschungsansatz stehen, weshalb seine Begriffe präzisiert werden und welche wissenschaftlichen Fragen sich daraus ergeben.
Denn bevor man beurteilen kann, ob eine neue Idee funktioniert, sollte man zunächst verstehen, was sie tatsächlich behauptet.
Die Antworten folgen ungekürzt.
1. Ein Name, der mehr versprach, als er erklärte
Herr Schubart, Ihre Gruppe heißt Neutrino Energy. Wer das liest, stellt sich einen Fangkorb für Neutrinos vor, Teilchen, die man einsammelt und verbraucht. War der Name am Ende Ihr größtes Kommunikationsproblem?
Wissen Sie, ich muss bei dieser Frage tatsächlich ein wenig schmunzeln. Denn ich glaube, dass dieser Name rückblickend eine der besten Entscheidungen war, die ich jemals getroffen habe. Wissenschaftlich, strategisch und vor allem unternehmerisch.
Ich erinnere mich noch sehr genau an das Jahr 2008. Damals begegnete mir das Wort „Neutrino“ zum ersten Mal in einer Weise, die mich wirklich elektrisierte. Da war dieses nahezu masselose Elementarteilchen, das unvorstellbar zahlreich das gesamte Universum durchdringt, das ständig durch uns hindurchfliegt und von dessen Existenz die allermeisten Menschen praktisch nichts wissen.
Allein dieses Wort hatte für mich eine unglaubliche Faszination.
Und ich habe damals nicht nur als Mathematiker und wissenschaftlich denkender Mensch darauf geschaut. Ich war und bin schließlich auch Kaufmann, Unternehmer und heute CEO einer internationalen Unternehmensgruppe.
Wer eine neue Technologie entwickeln und irgendwann weltweit etablieren möchte, muss nicht nur physikalische Zusammenhänge verstehen. Er muss auch verstehen, wie Menschen denken, wie Sprache funktioniert und wie sich eine Idee dauerhaft im kollektiven Bewusstsein verankert.
Schauen Sie sich die großen Marken dieser Welt an.
Warum heißt Apple eigentlich Apple? Das Unternehmen verkauft schließlich kein Obst. Und warum heißt Red Bull Red Bull? In der Getränkedose befindet sich bekanntlich kein Ochsenblut.
Niemand würde ernsthaft auf die Idee kommen, daraus ein fundamentales Problem für diese Unternehmen abzuleiten.
Bei Neutrino Energy war das plötzlich anders.
Da wurde aus einem Namen eine angebliche physikalische Behauptung konstruiert. Man unterstellte uns, wir wollten Neutrinos mit irgendeinem imaginären Fangkorb einsammeln, speichern und anschließend wie einen Brennstoff verbrauchen.
Das war nie unser technologisches Konzept.
Und genau hier kommt eine Besonderheit der deutschen Sprache ins Spiel, die ich außerordentlich interessant finde.
Wir sprechen von einer Vorstellung. Man stellt sich etwas vor. Das bedeutet aber noch lange nicht, dass das, was man sich vorstellt, auch der Wirklichkeit entspricht.
Manchmal beschreibt eine Vorstellung weniger den Gegenstand selbst als vielmehr die Grenzen des eigenen Wissens.
Wenn jemand bei Neutrino Energy automatisch an einen Fangkorb für Elementarteilchen denkt, dann ist das zunächst seine Vorstellung. Nicht unsere wissenschaftliche Definition.
Und aus einer falschen Vorstellung wird auch dadurch keine physikalische Tatsache, dass sie tausendfach wiederholt wird.
Aber kommen wir zurück zum Namen.
Ich wollte damals etwas, das weit über eine technische Produktbezeichnung hinausgeht.
Ich wollte einen Begriff, der international funktioniert. Einen Begriff, den Menschen in Europa, Amerika, China, Indien oder Russland unmittelbar wiedererkennen können.
Und das Faszinierende ist doch: Das Wort Neutrino ist in zahlreichen Sprachen praktisch identisch oder zumindest unmittelbar erkennbar.
Neutrino auf Deutsch. Neutrino auf Englisch. Neutrino auf Spanisch. Neutrino auf Italienisch. Und auch in anderen Sprachräumen ist der wissenschaftliche Begriff eindeutig zuzuordnen.
Versuchen Sie einmal, einen international verständlichen Markennamen mit einer vergleichbaren wissenschaftlichen Bedeutung, einer solchen sprachlichen Wiedererkennbarkeit und einer derartigen gedanklichen Tiefe zu entwickeln.
Und dann versuchen Sie, diesen Namen auch noch international markenrechtlich zu schützen.
Das ist alles andere als selbstverständlich.
Wir haben mit Neutrino Energy nicht einfach irgendeinen Namen gewählt. Wir haben eine Verbindung zwischen einem fundamentalen Begriff der modernen Physik und einer langfristigen technologischen Vision geschaffen.
Und ja, diese Verbindung war provokativ. Vielleicht sogar provokativer, als ich 2008 selbst ahnen konnte.
Ich gebe Ihnen ganz offen zu: Als die Diskussionen begannen und die Kritik immer heftiger wurde, habe ich zwischendurch tatsächlich darüber nachgedacht, was wir mit diesem Namen eigentlich angerichtet hatten.
Da wurde gestritten, polemisiert, unterstellt und teilweise mit einer erstaunlichen Leidenschaft gegen etwas argumentiert, das wir in dieser Form überhaupt nicht behauptet hatten.
Manche Kritiker haben sich über Jahre an diesem einen Wort abgearbeitet.
Aber wissen Sie, was das Interessante daran ist?
Sie haben damit genau das Gegenteil von dem erreicht, was sie möglicherweise beabsichtigt hatten.
Sie haben diesen Namen immer wieder ausgesprochen. Sie haben ihn geschrieben, diskutiert, kritisiert und damit weiterverbreitet.
Aus unternehmerischer Sicht ist das eine bemerkenswerte Entwicklung.
Denn eine Marke, über die niemand spricht, muss erst einmal mühsam bekannt gemacht werden. Eine Marke hingegen, über die sich Menschen leidenschaftlich streiten, ist bereits Teil einer öffentlichen Diskussion geworden.
Natürlich hätte ich mir gewünscht, dass diese Diskussion von Anfang an sachlicher und wissenschaftlich präziser geführt worden wäre.
Aber rückblickend muss ich sagen: Die Kritik war auch der Dünger, auf dem unsere Bekanntheit gewachsen ist.
Das bedeutet nicht, dass Kritik wissenschaftliche Beweise ersetzt. Im Gegenteil. Gerade weil unser Ansatz so kontrovers diskutiert wurde, müssen wir besonders sorgfältig messen, dokumentieren, überprüfen und erklären.
Doch der Name selbst hat etwas erreicht, das man mit einem klassischen Marketingbudget kaum erzwingen kann.
Er ist im Gedächtnis geblieben.
Und jetzt möchte ich Ihnen einen Vergleich geben, der vielleicht besser erklärt, was ich meine.
Wenn Sie ein Teeblatt in heißes Wasser geben, wird daraus Tee.
Das Wasser bleibt chemisch betrachtet überwiegend Wasser. Aber durch die Stoffe, die aus dem Teeblatt in das Wasser übergehen, erhält es einen anderen Geschmack, ein anderes Aroma und eine neue Identität.
Niemand würde ernsthaft behaupten, Tee müsse ausschließlich aus Teeblättern bestehen, um Tee heißen zu dürfen.
Ähnlich verhält es sich mit unserer technologischen Namensgebung.
Neutrinos sind ein Teil des physikalischen Forschungszusammenhangs, mit dem wir uns beschäftigen. Aber unser Ansatz ist wesentlich umfassender.
Wir untersuchen unterschiedliche Wechselwirkungen und Energieübertragungsprozesse in speziell entwickelten Materialstrukturen. Dazu gehören mögliche Beiträge durch Neutrinos ebenso wie elektromagnetische Einflüsse, thermische und mechanische Anregungen sowie weitere physikalische Prozesse.
Entscheidend ist dabei nicht, wie spektakulär ein einzelnes Teilchen klingt, sondern ob und unter welchen Bedingungen sich aus solchen Wechselwirkungen eine reproduzierbare elektrische Nettoleistung gewinnen lässt.
Genau das ist die ingenieurwissenschaftliche Aufgabe.
Und deshalb sage ich heute mit voller Überzeugung:
In Neutrino Energy steckt tatsächlich Neutrino. Aber Neutrino Energy ist sehr viel mehr als Neutrino.
Das ist kein Widerspruch. Das ist die eigentliche Bedeutung unseres Forschungsansatzes.
Hinzu kommt etwas, das ich persönlich für besonders bemerkenswert halte.
Das Neutrino ist längst kein exotischer Randbegriff der Physik mehr. Seine Erforschung hat über Jahrzehnte hinweg zu grundlegenden Entdeckungen geführt, die mehrfach mit Nobelpreisen gewürdigt wurden.
Wir haben diesen Begriff also nicht erfunden. Wir haben ihn mit einer technologischen Fragestellung verbunden, die über die klassische Teilchenbeobachtung hinausgeht.
Die wissenschaftliche Bedeutung des Neutrinos ist unabhängig von unserem Unternehmen. Aber jede neue Erkenntnis über dieses Teilchen erweitert zugleich das öffentliche Verständnis jener physikalischen Welt, auf die unser Name aufmerksam macht.
Was mich allerdings bis heute beschäftigt, ist die Frage, wie mit unseren Versuchen umgegangen wurde, diese Zusammenhänge öffentlich zu erklären.
Wir haben über viele Jahre versucht, unsere Ansätze, unsere theoretischen Überlegungen und unsere technologischen Entwicklungen einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen.
Dabei haben wir wiederholt erlebt, dass Fachbeiträge und wissenschaftlich orientierte Veröffentlichungen von etablierten Medien und Verbreitungsplattformen abgelehnt oder nicht übernommen wurden.
Ich finde, darüber darf man durchaus kritisch sprechen.
Denn Wissenschaft lebt nicht davon, dass nur das veröffentlicht wird, was bereits in das bestehende Weltbild passt. Sie lebt von Hypothesen, von überprüfbaren Aussagen, von Experimenten und selbstverständlich auch vom Widerspruch.
Aber Widerspruch muss sich mit dem tatsächlichen Inhalt beschäftigen.
Wenn eine neue technologische Idee bereits aufgrund ihres Namens zurückgewiesen wird, ohne ihre konkrete physikalische Argumentation überhaupt zur Kenntnis zu nehmen, dann haben wir ein Problem mit unserer Diskussionskultur.
Ich habe diese Erfahrungen zeitweise durchaus als eine Form publizistischer Ausgrenzung empfunden.
Ob dahinter bewusste Interessen, redaktionelle Vorbehalte, wissenschaftliche Skepsis oder schlicht mangelndes Verständnis standen, kann und will ich nicht pauschal beurteilen.
Aber die Wirkung war für uns spürbar.
Und natürlich muss man auch die wirtschaftliche Dimension betrachten.
Sollte eine Technologie zur dezentralen Energieversorgung eines Tages in großem industriellem Maßstab funktionieren, dann hätte das weitreichende Auswirkungen. Auf bestehende Energiemärkte, auf Infrastrukturen, auf Geschäftsmodelle und möglicherweise auch auf geopolitische Abhängigkeiten.
Das sind enorme Perspektiven. Und selbstverständlich berühren solche Perspektiven auch wirtschaftliche Interessen.
Gerade deshalb halte ich es für entscheidend, die wissenschaftliche Prüfung von wirtschaftlichen Erwartungen und Interessen zu trennen.
Eine neue Technologie muss sich an ihren reproduzierbaren Ergebnissen messen lassen, nicht an der Begeisterung ihrer Befürworter und ebenso wenig an den Vorurteilen ihrer Gegner.
Was mich nach all diesen Jahren aber besonders freut, ist etwas anderes.
Wir haben uns nicht davon abbringen lassen, weiterzuforschen, weiterzuentwickeln und unsere wissenschaftliche Sprache immer präziser zu gestalten.
Heute verfügen wir über ein wesentlich differenzierteres theoretisches und technologisches Rahmenwerk als noch zu Beginn unserer Arbeit.
Wir können viel genauer beschreiben, welche physikalischen Prozesse wir untersuchen, wie wir sie mathematisch modellieren und welche experimentellen Nachweise für die weitere Entwicklung notwendig sind.
Und wir arbeiten daran, aus diesen Grundlagen eine industriell nutzbare Technologie zu entwickeln.
Das war ein langer Weg. Ein Weg mit erheblichem Aufwand, mit Rückschlägen, mit Widerständen und mit sehr viel Arbeit.
Aber genau dieser Weg hat uns auch geprägt.
Und wenn Sie mich heute, nach rund 18 Jahren, fragen, ob Neutrino Energy der falsche Name war, dann antworte ich Ihnen mit einem klaren Nein.
Im Gegenteil.
Ich glaube, dieser Name hat eine Eigenschaft, die für eine langfristige internationale Technologiemarke von unschätzbarem Wert ist.
Er verbindet Wissenschaft, Neugier, Kontroverse und Wiedererkennbarkeit in einem einzigen Begriff.
Man kann ihn kritisieren. Man kann über ihn diskutieren. Man kann ihn sogar missverstehen.
Aber man vergisst ihn nicht so leicht.
Und das ist für einen Wissenschaftler interessant, für einen Mathematiker faszinierend und für einen Kaufmann natürlich ein außerordentlich erfreulicher Nebeneffekt.
Ich bin schließlich nicht nur Wissenschaftler. Ich trage als CEO auch die Verantwortung dafür, dass aus einer wissenschaftlichen Idee irgendwann eine wirtschaftlich tragfähige und international verständliche Technologie werden kann.
Deshalb muss ich aus unternehmerischer Sicht sagen:
Alles richtig gemacht.
Was wir allerdings noch besser machen müssen, ist die Aufklärung.
Wir müssen verständlicher erklären, was unsere Technologie tatsächlich untersucht, was bereits experimentell gezeigt wurde, welche Fragen noch offen sind und welche technischen Ziele wir verfolgen.
Denn die größte Herausforderung einer neuen Technologie besteht manchmal nicht darin, ihr einen Namen zu geben.
Sondern darin, dass die Menschen lernen, hinter diesem Namen etwas anderes zu erkennen als das, was sie sich ursprünglich vorgestellt haben.
Und vielleicht liegt genau darin die schönste Ironie unserer Geschichte:
Ausgerechnet diejenigen, die uns über Jahre vorgeworfen haben, mit dem Namen Neutrino Energy zu viel zu versprechen, haben selbst mit dafür gesorgt, dass dieser Name heute weit über unsere eigenen Kommunikationskanäle hinaus bekannt ist.
Dafür könnte ich mich beinahe bedanken.
Denn eines ist sicher:
Den Namen Neutrino Energy würde ich heute wieder wählen. Ohne eine Sekunde zu zögern.
2. Fläche gegen Volumen
Jahrelang wurde Ihre Technologie an Solarzellen gemessen: Watt pro Quadratmeter, Fläche, Wirkungsgrad. Warum greift dieser Vergleich zu kurz, und was ändert sich, wenn man in Volumen statt in Fläche denkt?
Ich freue mich außerordentlich über diese Frage. Und ich möchte sogar sagen: Es ist höchste Zeit, dass sie endlich einmal gestellt wird. Denn sie berührt eines der größten Missverständnisse, mit denen wir uns in den vergangenen Jahren auseinandersetzen mussten.
Lassen Sie mich versuchen, das so zu erklären, dass es wirklich jeder verstehen kann. Nicht als wissenschaftliche Vorlesung, sondern ganz einfach und anschaulich. Wer tiefer in die physikalischen und mathematischen Zusammenhänge einsteigen möchte, findet dazu unsere wissenschaftlichen Veröffentlichungen.
Zunächst müssen wir uns etwas ganz Grundsätzliches bewusst machen: Eine Solarzelle erzeugt keine Energie aus dem Nichts. Sie wandelt vorhandene Energie um. Sonnenlicht trifft auf ein geeignetes Material, und ein Teil dieser Strahlungsenergie wird in elektrische Energie umgewandelt.
Im Grundgedanken verfolgen wir etwas Ähnliches. Auch wir untersuchen, wie sich Energie aus unserer physikalischen Umgebung mithilfe speziell entwickelter Materialien in elektrische Energie umwandeln lässt. Allerdings sind wir nicht auf Sonnenlicht angewiesen. Wir beschäftigen uns mit dem Zusammenspiel unterschiedlicher physikalischer Einflüsse, darunter elektromagnetische Felder, thermische und mechanische Anregungen sowie Teilchenstrahlung.
Und jetzt kommen wir zum entscheidenden Unterschied.
Stellen Sie sich eine gewöhnliche Solarzelle vor. Sie braucht Licht. Wenn Sie eine zweite Solarzelle direkt hinter die erste legen, wird diese weitgehend abgeschattet. Und wenn Sie hundert Solarzellen übereinanderlegen, haben Sie deshalb noch lange nicht die hundertfache Stromerzeugung. Das Licht erreicht die hinteren Schichten schlicht nicht mehr in ausreichendem Maße.
Deshalb bauen wir Solaranlagen auf Dächern und großen Freiflächen. Wir versuchen, möglichst viel Licht auf möglichst viel Fläche einzufangen.
Aber was passiert, wenn das Licht gar nicht mehr die Voraussetzung für die Energieumwandlung ist?
Dann verändert sich plötzlich unsere Vorstellung davon, wie ein solches System aufgebaut werden kann.
Wir können beginnen, aktive Materialschichten übereinander anzuordnen. Nicht nur nebeneinander, sondern auch hintereinander. Aus einer einzelnen Fläche wird ein dreidimensionaler Aufbau.
Stellen Sie sich dazu ein riesiges, hauchdünnes Blatt vor. Nun falten Sie dieses Blatt immer wieder zusammen, sodass aus einer großen Fläche ein vergleichsweise kompakter Körper entsteht. Die gesamte Oberfläche des Blattes ist weiterhin vorhanden. Aber sie benötigt nicht mehr denselben Platz.
Genau dieses Bild hilft, den Unterschied zwischen Fläche und Volumen zu verstehen.
Unsere Materialarchitektur basiert auf sehr dünnen, funktionalen Schichten, die sich zu mehrlagigen Strukturen kombinieren lassen. Dabei untersuchen wir physikalische Einflüsse, die nicht auf eine direkte Beleuchtung der äußersten Oberfläche angewiesen sind.
Das bedeutet allerdings nicht, dass jede zusätzliche Schicht automatisch dieselbe Leistung liefert. Entscheidend ist, welche Energie die einzelnen Schichten tatsächlich erreicht, wie sie miteinander wechselwirken und wie effizient sich diese Energie elektrisch nutzbar machen lässt.
Aber das grundlegende konstruktive Potenzial ist ein anderes.
Bei einer Solarzelle interessiert uns vor allem, wie viel elektrische Leistung wir aus einer bestimmten beleuchteten Fläche gewinnen können.
Bei unserer Technologie müssen wir zusätzlich fragen: Wie viel aktive Materialfläche können wir sinnvoll in einem bestimmten Raum unterbringen, und welche elektrische Gesamtleistung lässt sich unter den jeweiligen Umgebungsbedingungen daraus gewinnen?
Das ist ein wesentlicher Perspektivwechsel.
Denn die Energieeinflüsse, mit denen wir arbeiten, sind nicht überall gleich stark. So wie auch Sonnenlicht je nach Tageszeit, Standort und Einfallswinkel unterschiedlich intensiv ist, verändern sich die physikalischen Bedingungen unserer Umgebung.
Manche Einflüsse sind im Freien stärker, andere lassen sich auch innerhalb von Gebäuden nachweisen. Manche durchdringen Materialien, andere werden abgeschwächt oder abgeschirmt. Genau deshalb ist es so wichtig, die unterschiedlichen Energiekanäle wissenschaftlich getrennt zu untersuchen und anschließend ihr Zusammenspiel zu verstehen.
Unsere Herausforderung besteht darin, dass die nutzbare Leistungsdichte einzelner dieser Prozesse gering sein kann. Deshalb beschäftigen wir uns nicht nur mit der Verbesserung einzelner Materialschichten, sondern ebenso mit der Frage, wie wir möglichst viel wirksame Struktur auf möglichst kleinem Raum unterbringen können.
Und jetzt stellen Sie sich vor, was das für die Anwendung bedeuten könnte.
Ein Energieumwandlungssystem, das kein Sonnenlicht benötigt, müsste nicht zwangsläufig auf einem Dach stehen. Es könnte prinzipiell in einem Keller, innerhalb eines technischen Geräts, in einem Elektrofahrzeug oder in einem kompakten Energiemodul untergebracht werden, vorausgesetzt, die jeweils verfügbaren Energieeinflüsse und die tatsächliche Leistung reichen für die Anwendung aus.
Genau in diese Richtung entwickeln wir auch unsere Power-Cube-Konzepte.
Wir versuchen also nicht einfach, eine bessere Solarzelle zu bauen. Wir erforschen eine andere Art, aktive Energieumwandlungsstrukturen räumlich zu organisieren.
Und deshalb greift es zu kurz, unsere Technologie ausschließlich mit dem Maßstab einer klassischen Solarzelle zu beurteilen.
Die entscheidende Frage lautet nicht mehr nur, wie viel Energie wir auf einem Quadratmeter gewinnen können. Sie lautet auch, wie viel nutzbare Energieumwandlung wir in einem bestimmten Volumen realisieren können.
Vielleicht kann man es am einfachsten so ausdrücken:
Die Solarenergie hat uns gelehrt, große Flächen zu nutzen, um Licht einzufangen.
Wir erforschen, wie wir große aktive Flächen in kleinen Räumen unterbringen können, um weitere Energiequellen unserer Umgebung nutzbar zu machen.
Und genau darin liegt für mich die Faszination der dritten Dimension.
3. Mehrere Kanäle, ein Material
Im Rahmenwerk steht jetzt ausdrücklich, Neutrinos seien ein Kanal unter mehreren, niemals die alleinige Quelle. Ist der Name dann nicht irreführend? Und was passiert im Material tatsächlich, in wenigen Sätzen und ohne Formel?
Nein, ganz im Gegenteil. Und ich finde, diese Frage führt uns unmittelbar zum eigentlichen Kern unserer Technologie und zu dem Grund, weshalb wir überhaupt begonnen haben, eine eigene wissenschaftliche Terminologie zu entwickeln.
Wir Menschen geben den Dingen Namen, damit wir sie verstehen und voneinander unterscheiden können. Aber manchmal werden diese Namen auch zu Grenzen unseres Denkens. Wir glauben dann, weil wir etwas benannt haben, hätten wir bereits vollständig verstanden, was dahintersteckt.
Als ich mich erstmals mit Neutrinos beschäftigte, faszinierte mich die Vorstellung einer unsichtbaren physikalischen Welt, die uns ständig umgibt und durchdringt. Daraus entstand die Idee, nach neuen Möglichkeiten der Energieumwandlung zu suchen. Und daraus entstand schließlich der Name Neutrino Energy.
Aber ein Name ist noch keine vollständige physikalische Erklärung.
Lassen Sie mich deshalb ein ganz einfaches Bild verwenden.
Stellen Sie sich ein kleines Windrad vor. Der Wind trifft auf seine Flügel und versetzt sie in Bewegung. Das Windrad muss den Wind nicht einfangen oder speichern. Es nutzt die Bewegung, die durch die Wechselwirkung mit dem Wind entsteht.
Und jetzt stellen Sie sich vor, dieses Windrad wäre unvorstellbar klein. So klein, dass wir uns nicht mehr in der Welt gewöhnlicher Maschinen befinden, sondern in der Welt atomar dünner Materialien.
Graphen ist ein solches Material. Es besteht aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen und ist keineswegs eine vollkommen starre Struktur. Seine Atome können schwingen, und die extrem dünne Schicht kann sich unter bestimmten Bedingungen verformen und bewegen.
In unserer Materialarchitektur verbinden wir solche Graphenstrukturen mit weiteren funktionalen Schichten, insbesondere mit Silizium.
Die anschauliche Idee ist nun folgende: Unterschiedliche physikalische Einflüsse können Anregungen und Bewegungen im Material hervorrufen oder verändern. Dazu gehören beispielsweise thermische Vorgänge, elektromagnetische Einflüsse, mechanische Schwingungen und Wechselwirkungen mit Teilchen.
In unserem Bild sind das gewissermaßen verschiedene Einflüsse, die auf dasselbe winzige Windrad wirken.
Und jetzt kommt das eigentlich Spannende.
Bewegung allein ist noch kein elektrischer Strom, den wir nutzen können.
Auch ein Windrad liefert uns nicht schon deshalb nutzbaren Strom, weil sich seine Flügel drehen. Erst ein geeignetes technisches System wandelt diese Bewegung in elektrische Energie um.
Ähnlich müssen wir bei unseren Materialien verstehen, wie mechanische und andere physikalische Anregungen mit den elektrischen Ladungsträgern wechselwirken.
Solche Wechselwirkungen können die Bewegung und Streuung von Elektronen beeinflussen. Die eigentliche technische Herausforderung besteht darin, geeignete Bedingungen zu schaffen, unter denen daraus ein gerichteter elektrischer Ladungstransport entsteht.
Denn Elektronen, die sich lediglich ungeordnet hin und her bewegen, versorgen noch kein elektrisches Gerät.
Erst wenn wir einen nutzbaren gerichteten Strom erzeugen und an den Anschlüssen bereitstellen können, wird aus diesen Vorgängen eine technische Energieumwandlung.
Und genau hier liegt für uns der entscheidende Forschungs- und Entwicklungsansatz: in der Architektur der Materialien, ihren Grenzflächen und der gezielten Beeinflussung des elektrischen Ladungstransports.
Natürlich ist das Bild des kleinen Windrades eine Vereinfachung. Graphen besitzt keine Rotorblätter, und nicht jede atomare Schwingung erzeugt automatisch elektrischen Gleichstrom. Welche Mechanismen unter welchen Bedingungen tatsächlich beitragen, zeigen die kontrollierten Experimente.
Aber die Analogie hilft, einen wesentlichen Gedanken zu verstehen.
Wir versuchen nicht, Neutrinos wie kleine Kügelchen in einem Behälter zu sammeln. Wir untersuchen, wie unterschiedliche Energieeinflüsse auf ein Material wirken und ob sich daraus nutzbare elektrische Energie gewinnen lässt.
Bei einer Solarzelle ist der wichtigste Energieeintrag vergleichsweise leicht zu benennen: Licht, genauer gesagt Photonen.
Bei unserem Forschungsansatz betrachten wir mehrere mögliche Anregungskanäle gleichzeitig. Und deshalb wäre es wissenschaftlich falsch, ohne entsprechende Messungen sämtliche beobachteten elektrischen Effekte ausschließlich den Neutrinos zuzuschreiben.
Ob und in welchem Umfang die einzelnen Kanäle beitragen, ist eine Frage der Grundlagenforschung. Sie lässt sich durch geeignete Experimente, Abschirmungen, kontrollierte Umgebungsbedingungen und unabhängige Messungen untersuchen.
Das ist auch der Grund, weshalb wir unsere Terminologie so sorgfältig entwickeln.
Denn wenn wir neue technologische Zusammenhänge untersuchen, dürfen wir nicht einfach voraussetzen, dass die Begriffe einer bereits bekannten Technologie sämtliche Vorgänge ausreichend beschreiben.
Wir brauchen Worte, die helfen, Fragen präziser zu stellen, anstatt Antworten vorwegzunehmen.
Und damit komme ich zurück zu Ihrer ursprünglichen Frage.
Ist Neutrino Energy ein irreführender Name?
Ich sehe darin vor allem die Geschichte einer wissenschaftlichen Idee, die sich über die Jahre weiterentwickelt hat.
Der Name erinnert an den Ausgangspunkt unserer Forschung. Er bedeutete nie, dass Neutrinos die einzige oder auch nur die dominierende Energiequelle unserer Materialsysteme sind.
Für mich liegt die Faszination darin, die Natur so gut zu verstehen, dass wir eines Tages etwas technisch Nutzbares daraus machen können.
Und vielleicht ist genau das die wichtigste Botschaft: Wir müssen nicht jede Bewegung der Natur neu erfinden. Wir müssen lernen, welche Bewegungen wir nutzen können und wie wir sie in eine kontrollierte Form elektrischer Energie umwandeln.
4. Das Urteil war schneller als die Physik
Neue Technologien werden oft in Stunden beurteilt und erst in Jahren verstanden. Wie schnell wurde über Ihre geurteilt, bevor die Physik dahinter überhaupt geklärt war? Und die unbequeme Gegenfrage: Waren Sie nicht ein Stück weit selbst schuld, weil Ihnen die passenden Begriffe fehlten?
Ein Stück weit, ja. Ich beantworte zuerst die zweite Hälfte, weil sie die wichtigere ist.
Wir haben jahrelang mit Kurzformeln gearbeitet, die griffig waren und deshalb weit gereist sind. „Energie aus Neutrinos“ ist so eine. Sie war als Abkürzung für die Nutzung kosmischer Hintergrundflüsse gedacht, und sie steht deshalb auch im Rahmenwerk, aber mit ihrer Definition daneben. Früher stand sie allein. Eine Abkürzung ohne ihre Grenze liest jeder so, wie er sie lesen möchte, und das Ergebnis ist ein Einwand gegen etwas, das wir nie behauptet haben. Das entschuldigt keinen vorschnellen Schluss, aber es erklärt, wie er entstehen konnte.
Zum Tempo der Urteile: Ein Etikett ist schneller als ein Argument. Wer ein Wort hört, das nach Wunder klingt, hört auf zuzuhören, bevor Messdaten überhaupt zur Sprache kommen. Das ist menschlich, und es betrifft nicht nur uns. Jede neue Technologie hat eine Phase, in der über sie geurteilt wird, bevor man sie verstanden hat, und es ist erstaunlich, wie stabil solche ersten Urteile sind.
Dabei möchte ich etwas ausdrücklich sagen: Skepsis ist kein Angriff. Sie ist das Werkzeug, mit dem Wissenschaft arbeitet, und ich wünsche mir mehr davon, nicht weniger. Meine Bitte an jeden Skeptiker lautet nur, gegen das zu argumentieren, was tatsächlich dasteht. Genau dafür ist das Rahmenwerk gedacht. Es legt fest, was wir behaupten, und es legt fest, was wir nicht behaupten. Wer künftig widerspricht, widerspricht einem Satz, den es gibt, und das ist für beide Seiten der bessere Ausgangspunkt.
5. Wörter, die Debatten vorab entscheiden
Begriffe wie „Energie aus dem Nichts“ oder „Over-Unity“ stehen auf Ihrer Liste der zu vermeidenden Wörter. Wie stark prägen solche Etiketten die öffentliche und sogar die politische Bewertung einer Technologie? Und der Einwand, den Kritiker erheben werden: Ersetzt hier nicht bessere Rhetorik die eigentliche Debatte?
Wissen Sie, ich finde diese Frage ausgesprochen gut. Denn sie berührt etwas, das mich in den vergangenen Jahren nicht nur wissenschaftlich, sondern auch menschlich immer wieder beschäftigt hat.
Wir leben in einer Welt, in der manchmal ein einziges Wort genügt, um eine Diskussion zu beenden, bevor sie überhaupt begonnen hat.
Sagen Sie „Perpetuum mobile“, und Sie können beinahe zusehen, wie sich die Türen schließen. Sagen Sie „Energie aus dem Nichts“, und schon meldet sich jemand zu Wort, um Ihnen den Energieerhaltungssatz zu erklären. Möglichst mit dem Unterton, dass Sie offenbar in der Schule nicht richtig aufgepasst haben.
Ich muss darüber inzwischen manchmal schmunzeln. Denn als Mathematiker ist mir der Energieerhaltungssatz durchaus vertraut.
Und ich habe überhaupt nicht die Absicht, ihn abzuschaffen.
Im Gegenteil: Eine Energiebilanz muss stimmen. Immer.
In einem geschlossenen System können Sie nicht dauerhaft mehr Energie entnehmen, als dort verfügbar ist. Ein Perpetuum mobile, das ohne Energiezufuhr unaufhörlich nutzbare Arbeit verrichtet, widerspricht den Grundlagen der Thermodynamik.
Daran gibt es nichts zu rütteln.
Aber jetzt kommt der interessante Teil.
Was ist denn eine Solarzelle?
Sie liegt auf einem Dach, besitzt keinen Tank, verbraucht keinen Brennstoff und liefert trotzdem elektrische Energie. Warum? Weil ständig Energie von außen nachfließt. Wir nennen sie Sonnenstrahlung.
Und was ist ein Windrad?
Auch das dreht sich nicht, weil es die Naturgesetze außer Kraft setzt. Es dreht sich, weil Luftströmungen Energie übertragen, die anschließend in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Niemand käme ernsthaft auf die Idee, eine Solarzelle oder ein Windrad als Perpetuum mobile zu bezeichnen.
Warum nicht?
Weil wir die Energiequelle kennen und den Umwandlungsprozess verstehen.
Und genau hier liegt der Denkfehler, den ich in vielen Diskussionen über unsere Forschung beobachte: Aus der Tatsache, dass eine Energiequelle nicht unmittelbar sichtbar oder ihr Beitrag noch nicht vollständig geklärt ist, wird vorschnell geschlossen, dass überhaupt keine Energiequelle existieren könne.
Das ist aber keine wissenschaftliche Schlussfolgerung. Das ist zunächst eine Vermutung.
Natürlich gilt auch die Umkehrung: Nur weil wir eine Energiequelle vermuten, ist damit noch lange nicht bewiesen, dass sie tatsächlich die gemessene elektrische Leistung liefert. Genau deshalb brauchen wir Experimente, Kontrollen und vollständige Energiebilanzen.
Wir untersuchen offene physikalische Systeme, die mit ihrer Umgebung wechselwirken. Elektromagnetische Einflüsse, thermische und mechanische Anregungen sowie unterschiedliche Formen der Teilchenstrahlung gehören zu den Prozessen, die wir betrachten.
Welche davon unter welchen Bedingungen tatsächlich zur nutzbaren elektrischen Leistung beitragen, muss wissenschaftlich nachgewiesen werden.
Aber ein offenes System, dem Energie aus seiner Umgebung zufließt, ist eben kein Perpetuum mobile.
Und damit kommen wir zur Macht der Begriffe.
Ich habe über die Jahre erlebt, wie schnell eine neue technologische Idee in eine bereits bekannte Schublade gesteckt wird.
Manchmal genügt das Wort „Neutrino“, und schon erklärt jemand, diese Teilchen seien viel zu schwach wechselwirkend, um daraus nennenswert Energie gewinnen zu können.
Das ist zunächst ein berechtigter physikalischer Einwand gegen bestimmte Vorstellungen einer ausschließlich neutrino-basierten Energiegewinnung.
Nur haben wir unsere Forschung nie darauf beschränkt, ausschließlich Neutrinos als mögliche Energiequelle zu betrachten.
Wenn also jemand eine solche Behauptung widerlegt, hat er damit noch nicht automatisch sämtliche anderen untersuchten Umwandlungsmechanismen widerlegt.
Er hat möglicherweise nur eine Vorstellung kritisiert, die unserem tatsächlichen Forschungsansatz nicht gerecht wird.
Und wissen Sie, was daran manchmal fast komisch ist?
Da wird erst eine Technologie auf eine vereinfachte Behauptung reduziert. Dann wird ein Physiker gefragt, ob diese vereinfachte Behauptung funktionieren könne. Der Physiker antwortet völlig korrekt, dass das so nicht funktionieren könne. Und anschließend heißt es, die gesamte Technologie sei wissenschaftlich widerlegt.
Das ist ungefähr so, als würde man behaupten, ein Flugzeug könne nicht fliegen, weil Stahl schwerer als Luft ist.
Die Aussage über die Dichte des Materials wäre richtig. Die Schlussfolgerung über das Flugzeug wäre trotzdem falsch.
Allerdings muss ein Flugzeug selbstverständlich nachweisen, dass es tatsächlich fliegt. Und auch für uns gilt: Am Ende entscheidet nicht die schönste Erklärung, sondern das reproduzierbare Experiment.
Nun fragen Sie völlig zu Recht, ob bessere Rhetorik hier möglicherweise die eigentliche wissenschaftliche Debatte ersetzen soll.
Meine Antwort ist eindeutig: Nein. Sie soll die wissenschaftliche Debatte überhaupt erst auf die richtige Grundlage stellen.
Denn Wissenschaft beginnt mit präzisen Begriffen.
Wenn wir ein offenes System sprachlich wie ein geschlossenes behandeln, wenn wir Energieumwandlung mit Energieerzeugung aus dem Nichts verwechseln oder wenn wir eine mehrkanalige Materialarchitektur auf ein einzelnes Elementarteilchen reduzieren, dann diskutieren wir bereits über die falschen Voraussetzungen.
Und aus falschen Voraussetzungen entstehen bekanntlich auch falsche Schlussfolgerungen.
Deshalb haben wir unser Terminology Framework entwickelt.
Nicht, um physikalische Gesetze sprachlich zu umgehen. Nicht, um kritische Fragen zu verhindern. Und ganz bestimmt nicht, um fehlende Messungen durch besonders elegante Formulierungen zu ersetzen.
Sondern um dafür zu sorgen, dass wir überhaupt über dasselbe sprechen.
Denn neue Technologien benötigen manchmal neue Begriffe. Nicht weil die alten Naturgesetze falsch wären, sondern weil die vorhandene Sprache neue technische Zusammenhänge nicht immer ausreichend differenziert beschreibt.
Natürlich spielen dabei auch wirtschaftliche und politische Interessen eine Rolle.
Energie ist schließlich nicht irgendein Wirtschaftszweig. Sie ist eine Grundlage unserer gesamten industriellen Zivilisation. An bestehenden Energiesystemen hängen gewaltige Investitionen, Infrastrukturen, regulatorische Strukturen und politische Entscheidungen.
Es wäre naiv anzunehmen, dass grundlegende Veränderungen in einem solchen Bereich ausschließlich nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten beurteilt werden.
Etablierte Systeme besitzen naturgemäß Beharrungskräfte. Menschen und Institutionen orientieren sich an dem, was sie kennen, was funktioniert und worin sie investiert haben.
Das bedeutet nicht, dass jede wissenschaftliche Kritik politisch motiviert wäre. Im Gegenteil: Gerade außergewöhnliche technische Behauptungen müssen besonders sorgfältig überprüft werden.
Aber ebenso wenig sollte wissenschaftliche Skepsis zu einem Automatismus werden, der neue Fragestellungen allein deshalb zurückweist, weil sie ungewohnt sind.
Skepsis ist eine Tugend der Wissenschaft. Vorverurteilung ist es nicht.
Ich wünsche mir deshalb weder einen Vertrauensvorschuss noch eine Sonderbehandlung.
Ich wünsche mir, dass man unsere Forschung an dem misst, was tatsächlich behauptet, experimentell untersucht und nachgewiesen wird, und nicht an Schlagworten, die jemand darübergelegt hat.
Denn am Ende kann kein Begriff der Welt elektrische Energie erzeugen.
Kein Marketingtext kann eine fehlende Energiebilanz ersetzen.
Und kein noch so überzeugendes Interview kann ein Experiment bestehen, das in Wirklichkeit nicht funktioniert.
Aber genauso wenig kann ein abwertendes Etikett ein funktionierendes Experiment widerlegen.
Vielleicht ist das die wichtigste Unterscheidung.
Wir wollen nicht, dass die Sprache entscheidet, ob unsere Technologie funktioniert. Wir wollen verhindern, dass die Sprache bereits entscheidet, bevor die Wissenschaft überhaupt zu Wort gekommen ist.
Und wenn dieses Interview dazu beiträgt, dass Menschen künftig etwas genauer fragen, etwas sorgfältiger unterscheiden und vielleicht auch etwas neugieriger werden, dann haben wir bereits etwas Wichtiges erreicht.
6. Drei Begriffe, drei Missverständnisse
Nehmen wir drei Begriffe, an denen man den Unterschied sehen kann. Was wurde früher missverstanden, und was sagt das Rahmenwerk heute?
Wissen Sie, ich könnte Ihnen jetzt drei hochkomplizierte wissenschaftliche Begriffe nennen, mit denen wir uns in unserem Terminology Framework beschäftigen. Aber ich glaube, das würde genau das Gegenteil dessen bewirken, was wir eigentlich erreichen wollen.
Deshalb möchte ich drei Beispiele nehmen, die jeder verstehen kann. Drei Missverständnisse, die uns über viele Jahre begleitet haben und die sehr schön zeigen, warum wir überhaupt begonnen haben, unsere eigene wissenschaftliche Terminologie zu entwickeln.
Das erste Missverständnis: Wir fangen Neutrinos ein.
Das klingt zunächst ganz plausibel. Unsere Technologie heißt Neutrino Energy, also stellen sich manche Menschen vor, wir hätten eine Art unsichtbares Netz entwickelt, mit dem wir Neutrinos einfangen und anschließend in Strom verwandeln.
Ich muss gestehen, das wäre eine ausgesprochen faszinierende Erfindung. Nur beschreibt sie nicht unseren technologischen Ansatz.
Wir versuchen nicht, Neutrinos einzusammeln wie Fische in einem Netz.
Wir untersuchen, wie unterschiedliche physikalische Einflüsse auf extrem dünne Materialstrukturen wirken und wie sich die dadurch hervorgerufenen Anregungen möglicherweise in nutzbare elektrische Energie umwandeln lassen.
Erinnern Sie sich an unser kleines Windrad aus der dritten Frage?
Ein Windrad muss den Wind nicht einfangen und aufbewahren. Es nutzt die Energie, die der vorbeiströmende Wind auf seine Flügel überträgt.
Ganz ähnlich können wir uns die Grundidee unserer Materialforschung vorstellen. Unterschiedliche Einflüsse aus der Umgebung können mit dem Material wechselwirken. Die Herausforderung besteht darin, diese Wechselwirkungen so zu nutzen, dass am Ende ein gerichteter elektrischer Strom entsteht.
Neutrinos gehören zu den physikalischen Einflüssen, die wir untersuchen. Aber sie sind keineswegs die einzige mögliche Quelle. Und welcher Anteil tatsächlich von welchem Einfluss stammt, muss experimentell bestimmt werden.
Das erste Missverständnis war also die Vorstellung, wir müssten etwas Unsichtbares einfangen.
Unser tatsächlicher Ansatz besteht darin, Wechselwirkungen und Energieübertragung zu untersuchen, nicht darin, Teilchen zu sammeln.
Das zweite Missverständnis: Wir erzeugen Energie aus dem Nichts.
Auch das ist ein wunderbares Beispiel dafür, wie ein einziges Wort eine ganze Diskussion in die falsche Richtung führen kann.
Denn wir erzeugen keine Energie aus dem Nichts.
Wir wollen vorhandene Energie umwandeln.
Stellen Sie sich einen kleinen Bach vor, an dem ein Wasserrad steht. Das Rad dreht sich, solange Wasser fließt. Niemand würde behaupten, das Wasserrad erschaffe Energie. Es nutzt die Energie des fließenden Wassers.
Und jetzt stellen Sie sich vor, jemand kennt den Bach nicht. Er sieht nur das Rad, das sich scheinbar von selbst bewegt.
Vielleicht würde er fragen: Woher kommt denn diese Energie? Ist das etwa ein Perpetuum mobile?
Nein. Er hat lediglich den Energiezufluss noch nicht erkannt.
Genau deshalb sprechen wir in unserem Rahmenwerk von einem offenen System.
Ein offenes System steht im Austausch mit seiner Umgebung. Energie kann hineinfließen, umgewandelt und als elektrische Leistung abgegeben werden.
Das bedeutet selbstverständlich nicht, dass ein vermuteter Energiezufluss bereits bewiesen ist. Wir müssen messen, woher die Energie kommt, wie groß dieser Zufluss ist und welche Verluste auftreten.
Aber der entscheidende Unterschied ist leicht zu verstehen:
Ein System ohne sichtbaren Brennstoff ist nicht automatisch ein System ohne Energiezufuhr.
Eine Solarzelle braucht keinen Tank. Ein Windrad auch nicht. Trotzdem wissen wir genau, woher ihre Energie kommt.
Unsere Aufgabe ist es, die entsprechenden Zusammenhänge bei unseren Materialsystemen ebenso nachvollziehbar zu untersuchen.
Und damit sind wir beim dritten Missverständnis.
Das dritte Missverständnis: Entscheidend sind allein die Watt pro Quadratmeter.
Das hat uns wahrscheinlich besonders lange begleitet, weil man unsere Technologie immer wieder mit klassischen Solarzellen verglichen hat.
Und zunächst klingt dieser Vergleich durchaus vernünftig. Schließlich handelt es sich in beiden Fällen um Materialien, die physikalische Energie in elektrische Energie umwandeln sollen.
Aber stellen Sie sich einmal vor, Sie möchten beurteilen, wie viel Platz ein Gebäude bietet.
Sie betrachten das Grundstück und stellen fest: Es ist nur hundert Quadratmeter groß.
Nun erklären Sie, dass in diesem Gebäude niemals besonders viele Menschen arbeiten könnten, weil das Grundstück schließlich so klein sei.
Und dann zeigt Ihnen jemand, dass das Gebäude zwanzig Stockwerke besitzt.
Plötzlich merken Sie: Sie haben nur die Grundfläche betrachtet und die gesamte dritte Dimension vergessen.
Genau diesen Perspektivwechsel versuchen wir bei unserer Materialarchitektur verständlich zu machen.
Eine klassische Solarzelle muss möglichst viel Licht aufnehmen. Deshalb benötigt sie eine entsprechend beleuchtete Fläche.
Unsere Materialsysteme untersuchen dagegen auch Energieeinflüsse, die keine direkte Sonneneinstrahlung benötigen.
Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, sehr dünne aktive Schichten übereinander anzuordnen und große innere Materialflächen in einem vergleichsweise kleinen Volumen unterzubringen.
Das ist, als würden Sie eine riesige, hauchdünne Fläche immer wieder zusammenfalten.
Die äußeren Abmessungen werden kleiner, aber die gesamte Materialfläche verschwindet dadurch nicht.
Natürlich muss jede zusätzliche Schicht auch tatsächlich einen nutzbaren Beitrag liefern. Das bloße Stapeln von Material erzeugt noch keine zusätzliche Energie. Die Wechselwirkungen, die gegenseitige Abschirmung, die elektrische Verschaltung und die Verluste müssen berücksichtigt werden.
Aber genau deshalb ist die Frage nach der räumlichen Architektur so wichtig.
Wir betrachten nicht mehr ausschließlich, welche Leistung eine einzelne äußere Fläche liefert.
Wir betrachten zusätzlich, wie viel aktive Materialstruktur sich in einem bestimmten Volumen unterbringen lässt und welche elektrische Nettoleistung das gesamte System unter realen Bedingungen erreicht.
Das erste Missverständnis betraf also die Energiequelle. Das zweite die Energieumwandlung. Und das dritte die räumliche Dimension unserer Technologie.
Und jetzt verstehen Sie vielleicht auch, warum uns dieses Terminology Framework so wichtig ist.
Es geht nicht darum, komplizierte Dinge mit noch komplizierteren Worten zu beschreiben.
Ganz im Gegenteil.
Wir möchten verhindern, dass Menschen durch unpassende Begriffe zu falschen Vorstellungen gelangen, die anschließend nur schwer wieder zu korrigieren sind.
Denn sobald sich eine Vorstellung in unseren Köpfen festgesetzt hat, beginnen wir häufig, alles Neue an dieser Vorstellung zu messen.
Wer glaubt, wir würden Neutrinos einfangen, sucht nach einem Teilchennetz.
Wer glaubt, wir würden Energie aus dem Nichts erzeugen, sucht nach einem Verstoß gegen den Energieerhaltungssatz.
Und wer glaubt, unsere Technologie müsse wie eine Solarzelle funktionieren, sucht ausschließlich nach der Leistung einer beleuchteten Oberfläche.
Alle drei suchen möglicherweise an der falschen Stelle.
Das ist für mich die eigentliche Bedeutung unserer neuen Terminologie.
Wir haben nicht die Naturgesetze umbenannt. Wir haben begonnen, unsere Fragen an die Natur präziser zu formulieren.
Und vielleicht ist das sogar die schönste Aufgabe der Wissenschaft: nicht nur neue Antworten zu finden, sondern manchmal zuerst zu erkennen, dass wir bisher die falschen Fragen gestellt haben.
7. Was offen bleibt
Nach Ihrem Rahmenwerk wird jede Aussage entweder als berechnet, simuliert, gemessen oder als offen eingeordnet. Was bleibt aus Ihrer Sicht noch offen, und wie soll eine gemeinsame Sprache helfen, das Offene schneller zu klären?
Wissen Sie, ich könnte Ihnen jetzt eine ganze Reihe wissenschaftlicher Fragen nennen, die wir noch beantworten müssen. Aber vielleicht sollte ich mit einem Gedanken beginnen, der mir persönlich sehr wichtig ist.
Das Wort „offen“ ist für mich kein Eingeständnis von Schwäche. Es ist der Anfang einer wissenschaftlichen Aufgabe.
Wenn in der Wissenschaft bereits alles geklärt wäre, bräuchten wir schließlich keine Forschung mehr.
Ich beschäftige mich seit 2008 mit dieser Idee. Und glauben Sie mir, in dieser Zeit habe ich gelernt, dass man manchmal sehr viel Geduld braucht, um aus einer faszinierenden Vorstellung eine überprüfbare technische Erkenntnis zu machen.
Aber ich habe auch etwas anderes gelernt: Es ist ein gewaltiger Unterschied, ob man etwas vermutet, mathematisch beschreibt, am Computer simuliert oder tatsächlich experimentell nachweist.
Und genau diese Unterschiede wollen wir mit unserem Terminology Framework sichtbar machen.
Lassen Sie mich das an einem einfachen Beispiel erklären.
Stellen Sie sich vor, ein Architekt möchte eine Brücke bauen.
Zunächst hat er eine Idee. Dann berechnet er die Belastbarkeit. Anschließend simuliert er, wie sich die Brücke bei Wind, Verkehr und Temperaturschwankungen verhält. Schließlich wird sie gebaut, belastet und vermessen.
Niemand würde ernsthaft behaupten, dass die Brücke bereits deshalb sicher ist, weil die Computersimulation hervorragend aussieht.
Aber ebenso wenig würde jemand sagen, dass die Berechnung wertlos sei, nur weil die Brücke noch nicht gebaut wurde.
Jede dieser Erkenntnisstufen hat ihre Berechtigung. Man darf sie nur nicht miteinander verwechseln.
Und genau so gehen wir mit unserer Technologie um.
Wir haben mathematische Modelle. Wir haben Simulationen. Wir haben experimentelle Untersuchungen und Messdaten. Und wir haben Fragestellungen, die noch nicht abschließend beantwortet sind.
Die entscheidende Aufgabe besteht darin, diese Ebenen sauber voneinander zu trennen und anschließend systematisch miteinander zu verbinden.
Was ist also noch offen?
Zunächst die genaue Zuordnung der physikalischen Energiebeiträge.
Wir betrachten eine Materialarchitektur, in der unterschiedliche Einflüsse aus der Umgebung eine Rolle spielen können. Dazu gehören elektromagnetische Felder, thermische und mechanische Anregungen sowie mögliche Wechselwirkungen mit Teilchenstrahlung.
Aber wie groß ist der jeweilige Beitrag?
Welche Prozesse wirken gleichzeitig? Welche beeinflussen sich gegenseitig? Und welche sind unter bestimmten Bedingungen möglicherweise vernachlässigbar?
Das sind keine Fragen, die man mit einer besonders schönen Formel oder einer überzeugenden Präsentation beantworten kann.
Dafür brauchen wir kontrollierte Experimente.
Wir müssen Bedingungen verändern, einzelne Einflüsse möglichst isolieren und anschließend untersuchen, wie das Material reagiert.
Wenn wir beispielsweise die Temperatur verändern, muss klar sein, ob sich dadurch tatsächlich die untersuchte Energieumwandlung verändert oder ob wir lediglich einen bekannten thermischen oder elektrischen Nebeneffekt beobachten.
Wenn wir elektromagnetische Einflüsse abschirmen, müssen wir messen, was sich verändert.
Und wenn wir einen Beitrag durch Neutrinos oder andere schwach wechselwirkende Teilchen vermuten, benötigen wir einen experimentellen Nachweis, der diesen Beitrag von allen anderen möglichen Ursachen unterscheidet.
Das ist anspruchsvoll. Aber genau das ist Wissenschaft.
Die zweite große Frage betrifft das Material selbst.
Wir arbeiten mit extrem dünnen Strukturen, insbesondere mit Graphen und Silizium.
Wir wissen aus der Materialphysik, dass solche Strukturen mechanische Schwingungen, elektronische Anregungen und komplexe Wechselwirkungen zwischen ihren verschiedenen Bestandteilen zeigen können.
Aber welche dieser Vorgänge tragen in unserer konkreten Architektur tatsächlich zur nutzbaren elektrischen Leistung bei?
Wie beeinflussen die Grenzflächen den Ladungstransport? Welche Rolle spielen die Materialqualität, die Schichtdicken und die elektrischen Kontakte?
Und unter welchen Bedingungen entsteht aus einer Anregung ein gerichteter elektrischer Strom?
Das sind für uns zentrale Forschungsfragen.
Denn die eigentliche Kunst besteht nicht darin, festzustellen, dass sich auf atomarer Ebene etwas bewegt.
In der Natur bewegt sich ständig etwas.
Die Kunst besteht darin, aus geeigneten physikalischen Anregungen einen kontrollierten, reproduzierbaren und nutzbaren elektrischen Energiefluss zu gewinnen.
Und dann kommt die dritte große Frage: die Skalierung.
Hier möchte ich noch einmal an unser Hochhaus aus der vorherigen Antwort erinnern.
Wir haben darüber gesprochen, warum es nicht genügt, nur die Grundstücksfläche zu betrachten, wenn man die Möglichkeiten eines mehrstöckigen Gebäudes beurteilen möchte.
Aber jetzt stellen Sie sich vor, wir bauen tatsächlich immer mehr Stockwerke.
Dann müssen wir selbstverständlich untersuchen, ob jedes zusätzliche Stockwerk auch den erwarteten Nutzen bringt.
Bei unserer Materialarchitektur bedeutet das: Wie verhalten sich zusätzliche Schichten? Wie verändern sich die Wechselwirkungen? Welche Verluste entstehen? Und wie viel elektrische Nettoleistung lässt sich unter realen Betriebsbedingungen tatsächlich gewinnen?
Eine theoretisch berechnete Skalierung ist noch keine experimentell bestätigte Skalierung.
Und ein erfolgreiches kleines Labormuster ist noch kein industriell qualifiziertes Produkt.
Dazwischen liegen zahlreiche Aufgaben, die gelöst werden müssen.
Genau deshalb haben wir unseren Engineering District aufgebaut.
Dort wollen wir wissenschaftliche Erkenntnisse, Materialentwicklung, Messtechnik, Simulationen und industrielle Fragestellungen in einer gemeinsamen Struktur zusammenführen.
Dabei spielt auch künstliche Intelligenz eine wichtige Rolle.
Nicht, weil künstliche Intelligenz plötzlich die Naturgesetze neu schreiben könnte. Sondern weil sie uns helfen kann, enorme Mengen wissenschaftlicher Informationen auszuwerten, Zusammenhänge zu erkennen, Widersprüche aufzudecken und neue Experimente vorzuschlagen.
Und jetzt kommen wir zu Ihrer eigentlichen Frage: Warum brauchen wir dafür eine gemeinsame Sprache?
Stellen Sie sich vor, zehn Wissenschaftler arbeiten an demselben Problem.
Der eine bezeichnet eine theoretische Berechnung bereits als Leistung. Der zweite spricht von einer Simulation. Der dritte meint eine tatsächlich gemessene Spannung. Und der vierte versteht unter Leistung die elektrische Energie, die an einer angeschlossenen Last dauerhaft abgegeben werden kann.
Alle verwenden ähnliche Worte.
Aber sie sprechen möglicherweise über völlig unterschiedliche Dinge.
Wie soll daraus eine verlässliche gemeinsame Erkenntnis entstehen?
Genau deshalb ist unsere Unterscheidung zwischen „berechnet“, „simuliert“, „gemessen“ und „offen“ so wichtig.
Und selbst das Wort „gemessen“ genügt noch nicht allein.
Was wurde gemessen? Unter welchen Bedingungen? Mit welchem Messgerät? Über welchen Zeitraum? Mit welchen Unsicherheiten? Und wurde tatsächlich nutzbare elektrische Leistung gemessen oder lediglich eine elektrische Spannung?
Diese Fragen müssen wir eindeutig beantworten können.
Eine gemessene Spannung ist schließlich noch kein Nachweis einer bestimmten dauerhaft verfügbaren Leistung.
Und eine gemessene elektrische Leistung erklärt noch nicht automatisch, woher die dafür notwendige Energie stammt.
Deshalb gehört zu einer guten wissenschaftlichen Dokumentation nicht nur ein Ergebnis, sondern auch die Beschreibung, wie dieses Ergebnis zustande gekommen ist.
Ich möchte, dass unsere Wissenschaftler, Ingenieure und Forschungspartner weltweit dieselben Begriffe verwenden und dabei auch dieselben Dinge meinen.
Dass ein Experiment in China nach denselben nachvollziehbaren Kriterien bewertet werden kann wie eines in Deutschland oder den Vereinigten Staaten.
Und dass ein Ergebnis, das unseren Erwartungen widerspricht, nicht einfach verschwindet, sondern genauso sorgfältig dokumentiert wird wie eines, das unsere Annahmen bestätigt.
Denn manchmal sind gerade die Ergebnisse, die nicht zu unserer Theorie passen, wissenschaftlich besonders wertvoll.
Wir haben deshalb auch begonnen, unsere über viele Jahre entstandene wissenschaftliche Dokumentation systematisch in eine digitale Forschungsumgebung zu überführen.
Die Erfahrungen, Messungen, Hypothesen, Berechnungen und auch die Irrwege aus unserer bisherigen Entwicklung sollen nicht verloren gehen.
Sie sollen vielmehr die Grundlage dafür bilden, dass künftige Forschung nicht immer wieder bei null beginnen muss.
Wenn wir dann zusätzlich neue wissenschaftliche Erkenntnisse aus aller Welt systematisch beobachten und mit unseren bisherigen Arbeiten vergleichen, entsteht etwas, das weit über eine gewöhnliche Sammlung von Forschungsberichten hinausgeht.
Es entsteht ein gemeinsames wissenschaftliches Gedächtnis.
Und dieses Gedächtnis wird umso wertvoller, je genauer wir zwischen einer Vermutung und einem Nachweis unterscheiden.
Wissen Sie, nach so vielen Jahren Forschung habe ich überhaupt kein Problem damit, zu sagen: Diese Frage ist noch offen.
Ich habe ein viel größeres Problem damit, wenn jemand so tut, als sei eine Frage bereits beantwortet, obwohl sie es nicht ist.
Das gilt übrigens in beide Richtungen.
Wer eine Technologie vorschnell als unmöglich bezeichnet, ohne ihre tatsächlichen Behauptungen und Messungen zu prüfen, handelt ebenso wenig wissenschaftlich wie jemand, der eine interessante Hypothese bereits als bewiesene Tatsache verkauft.
Beides bringt uns nicht weiter.
Wir wollen nicht recht behalten. Wir wollen herausfinden, was tatsächlich richtig ist.
Und genau dafür brauchen wir diese gemeinsame Sprache.
Denn eine präzise Terminologie ist nicht einfach ein Wörterbuch.
Sie ist ein Werkzeug, mit dem aus offenen Fragen konkrete Experimente, aus Experimenten überprüfbare Ergebnisse und aus überprüfbaren Ergebnissen irgendwann zuverlässige Technologien werden können.
Vielleicht lässt sich unsere gesamte Philosophie deshalb auf einen einzigen Satz reduzieren:
Wir müssen heute noch nicht jede Antwort kennen. Aber wir müssen jede Frage so präzise stellen, dass wir morgen erkennen können, ob wir die richtige Antwort gefunden haben.
Nachbemerkung der Redaktion
Es gibt Interviews, nach denen man mehr Antworten hat. Und es gibt Gespräche, nach denen man beginnt, andere Fragen zu stellen.
Das Gespräch mit Holger-Thorsten Schubart gehört für uns zur zweiten Kategorie.
Was ursprünglich als journalistische Beschäftigung mit einem ungewöhnlichen Terminologie-Rahmenwerk begann, entwickelte sich zu einer grundsätzlichen Auseinandersetzung mit wissenschaftlicher Sprache, etablierten Denkmustern und der Frage, wie unsere Gesellschaft mit technologischen Ideen umgeht, die sich nicht ohne Weiteres in bekannte Kategorien einordnen lassen.
Bemerkenswert war dabei weniger ein einzelner technischer Begriff als die Konsequenz, mit der Herr Schubart seine Gedanken über Wissenschaft, Energieumwandlung und die Grenzen vertrauter Vorstellungen erläuterte.
Das Bild eines mehrstöckigen Gebäudes, dessen Leistungsfähigkeit man nicht allein anhand seiner Grundstücksfläche beurteilen kann, mag zunächst verblüffend einfach erscheinen. Doch genau darin liegt seine Stärke. Es macht verständlich, weshalb eine dreidimensionale Materialarchitektur andere Fragen aufwirft als eine herkömmliche Solarzelle.
Auch die Unterscheidung zwischen einer Energiequelle und einem Energieumwandlungsprozess, zwischen theoretischer Möglichkeit und experimentellem Nachweis sowie zwischen wissenschaftlicher Skepsis und vorschneller Ablehnung gewinnt durch dieses Gespräch eine neue Anschaulichkeit.
Natürlich bleiben entscheidende physikalische und technische Fragen offen. Die tatsächlichen Beiträge unterschiedlicher Energiequellen, die vollständige Energiebilanz, die unabhängige Reproduzierbarkeit und die industrielle Skalierbarkeit müssen sich an belastbaren Messungen und überprüfbaren Ergebnissen messen lassen.
Daran ändert auch die überzeugendste Erklärung nichts.
Aber dieses Interview hat uns vor Augen geführt, dass wissenschaftliche Offenheit und wissenschaftliche Strenge keine Gegensätze sind.
Im Gegenteil: Wer neue Ansätze ernsthaft beurteilen möchte, muss zunächst verstehen, welche Behauptungen überhaupt zur Diskussion stehen.
Schubart selbst macht deutlich, dass er die öffentliche Auseinandersetzung über seine Forschung keineswegs als Angelegenheit einer kleinen Gruppe von Spezialisten betrachtet.
Seiner Überzeugung nach reichen die möglichen Konsequenzen neuer Formen der Energieumwandlung weit über die Materialwissenschaft hinaus. Energieversorgung, industrielle Entwicklung, Mobilität, wirtschaftliche Unabhängigkeit und gesellschaftliche Teilhabe gehören zu den Bereichen, die von einem entsprechenden technologischen Durchbruch berührt werden könnten.
Sollte sich die angestrebte Technologie in der erforderlichen Größenordnung wissenschaftlich und industriell bewähren, wären die Auswirkungen zweifellos von erheblicher Tragweite.
Gerade deshalb, so wurde im Gespräch deutlich, wünscht sich Schubart eine wesentlich breitere öffentliche Diskussion.
Er hätte dieses Interview ebenso gerne einer überregionalen Zeitung wie der Frankfurter Allgemeinen Zeitung oder der New York Times gegeben oder die Fragen in einem großen Fernsehformat des ZDF beantwortet.
Nicht aus dem Wunsch nach persönlicher Aufmerksamkeit, sondern weil er davon überzeugt ist, dass die zugrunde liegenden wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fragen eine Öffentlichkeit verdienen, die weit über die bisherige Fachdebatte hinausgeht.
Für uns als Redaktion ist dieser Gedanke nachvollziehbar.
Denn wenn eine technologische Entwicklung auch nur das Potenzial besitzt, etablierte Vorstellungen über Energieversorgung grundlegend zu verändern, dann gehört ihre sachliche Untersuchung nicht ausschließlich in Labore, Forschungsberichte oder Unternehmenspräsentationen.
Sie gehört auch in die öffentliche Diskussion.
Wir sind deshalb froh, dieses Gespräch geführt zu haben.
Nicht, weil damit die wissenschaftlichen Fragen bereits vollständig beantwortet wären. Sondern weil wir den Eindruck gewonnen haben, dass hinter dem Terminologie-Rahmenwerk eine weitreichendere Geschichte steht: die Geschichte eines Forschungsansatzes, seiner Entwicklung über viele Jahre, seiner Auseinandersetzung mit Kritik und seines Anspruchs, neue technische Möglichkeiten systematisch zu untersuchen.
Ob daraus tatsächlich ein industrieller Durchbruch entsteht, bleibt eine offene Frage.
Doch nach diesem Interview erscheint es uns gut vorstellbar, dass die Neutrinovoltaik und die Arbeit der Neutrino® Energy Group künftig auch in größeren wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und medialen Zusammenhängen intensiver diskutiert werden.
Das wäre angesichts der möglichen Tragweite ihrer Forschungsziele durchaus angemessen, vorausgesetzt, die kommenden experimentellen Ergebnisse liefern dafür die notwendige Grundlage.
Vielleicht ist das die wichtigste Erkenntnis, die wir aus diesem Gespräch mitnehmen:
Nicht jede ungewöhnliche Idee wird zu einer technologischen Revolution. Aber jede technologische Revolution beginnt mit einer Idee, deren Möglichkeiten zunächst verstanden und anschließend überprüft werden müssen.
Und genau deshalb lohnt es sich, genauer hinzusehen.
Das vollständige Neutrinovoltaic Terminology Framework v2.0 der Neutrino® Energy Group steht als PDF zur Verfügung, auch in englischer und spanischer Sprache.