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Wissenschaft hautnah: Trägerin der Otto-Hahn-Medaille Dr. Nathalie Nagl am HCG

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Im Rahmen einer Doppelstunde stellte Dr. Nathalie Nagl, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Quantenoptik, ihre Forschungsergebnisse vor sehr interessierten Schülerinnen und Schülern der 12. Jahrgangsstufe am Hans-Carossa-Gymnasium vor.
Neben der Funktionsweise und den Anwendungsgebieten der von Dr. Nathalie Nagl neu entwickelten Lasergeneration beeindruckte die Schülerinnen und Schüler auch der Werdegang der Wissenschaftlerin. Nathalie Nagl wurde 1994 in Landshut geboren und machte 2012 am Hans-Carossa-Gymnasium ihr Abitur. Sie studierte Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität München, wo sie 2017 ihr M.Sc. Diplom erhielt. Von 2018 bis 2021 promovierte sie am Labor für Attosekundenphysik in Garching bei Prof. Dr. Ferenc Krausz. Auf äußerst unterhaltsame und kurzweilige Art und Weise erfuhren die Schülerinnen und Schüler vom Alltag einer Physikstudentin bis hin zu den Gepflogenheiten einer Doktorantenfeier und wissen jetzt, warum ein Physiker im Labor auch Wissen über Klempnertätigkeiten haben sollte, einen Kranführerschein benötigt oder auch einen „Stripper“ bestellen muss. Neben diesen Einblicken kam aber auch der fachliche Aspekt nicht zu kurz. Dr. Nathalie Nagl gab fundiert und schülernah Einblick in ihre momentane Arbeit als Postdoktorandin am Max-Planck-Institut für Quantenoptik, wo sie die Grenzen von Femtosekundenlaserquellen mit hoher Wiederholrate immer weiter verschiebt und hochintensive Wenigtaktpulse bei exotischen Wellenlängen im mittleren Infrarot-Spektralbereich erzeugt. Durch die Entwicklung der Technologie des Pumpens von Femtosekunden-Chrom-dotierten II-VI-Laseroszillatoren direkt mit der Emission von Breitband-Einzelemitter-Laserdioden wurde kohärentes Licht mit außergewöhnlich niedrigem Amplitudenrauschen erzeugt, welches in Punkto Pulsdauer und Ausgangsleistung und Oszillatorleistung den bisherigen Stand der Technik übertraf. Sämtliche dieser hochwissenschaftlichen Aspekte wurden durch entsprechende Visualisierungen und Simulationen auch für Laien sehr anschaulich vermittelt. Besonders beeindruckend war für die Zuhörer, dass der von der wissenschaftlichen Senkrechtstarterin entwickelte Laser bereits jetzt viele weitere Forschungsrichtungen zu weiterführenden Experimenten anregt, denn durch diese neue Lasergeneration gelingt es, ganz neue Anwendungsgebiete zu erschließen. So referierte Dr. Nathalie Nagl über die Anwendung ihres neuen Lasertyps bei der Früherkennung von Krebs. Durch den nun kontrollierbaren Wellenlängenbereich im Infraroten werden Blutmoleküle zu Schwingungen angeregt und senden ihrerseits Licht unterschiedlicher Wellenlängen aus, wodurch man mittels Molekular-Spektroskopie charakteristische Signaturen von Krebszellen bereits im Blut eines Patienten erkennen kann. Erst durch Nagls extrem kurz gepulsten, enorm rauscharmen und breitspektrigen Infrarot-Laser werden solche Anwendungen möglich. Im besten Fall, so hofft die Physikerin, steht in einigen Jahren in jeder Klinik oder vielleicht sogar in jeder Arztpraxis ein Laser dieser Bauart, welcher mitsamt entsprechendem Auswertungsgerät in Sekundenschnelle aus einem Tropfen Blut viel Informationen über den Gesundheitszustand preisgibt, eine Art „molekularer Fingerabdruck“. Die Fachwelt hofft hier auf einen Meilenstein in der Früherkennung von Krebs. Aber auch weitere Anwendungen, wie zum Beispiel in der Festkörperphysik oder in der Materialtechnik, sind denkbar.
Dr. Nathalie Nagls Forschungsergebnisse finden deshalb hohe Anerkennung in der Wissenschaft. Die ehemalige Carossanerin wurde daher für ihre Arbeit im Frühjahr 2022 unter anderem mit der Otto-Hahn-Medaille ausgezeichnet.
Inzwischen ist Nathalie Nagl neben ihrer Forschungsarbeit CTO eines Start-Ups, welches versucht, den neuen Lasertyp zu vermarkten und weiter kostengünstig zu optimieren. Abschließend ermunterte Nathalie Nagl die anwesenden Schülerinnen und Schüler, ebenfalls ein Physikstudium in Betracht zu ziehen und legte auch Wert darauf, dass neben allem wissenschaftlichem Enthusiasmus auch eine gewisse Bodenständigkeit zu bewahren ist. So erwähnte sie beispielhaft ihre vielfältigen Hobbys, wie z.B. das Tauchen und Skifahren und daneben auch ihre Heimatverbundenheit.
Es ist also auch nicht verwunderlich, dass die anwesenden Physiklehrkräfte, welche Frau Dr. Nathalie Nagl noch als Schülerin des Hans-Carossa-Gymnasiums kennen, sichtlich stolz auf ihren ehemaligen Schützling waren, zumal auch Nathalie Nagl nochmals bekräftigte, dass die gymnasiale Oberstufe am Hans-Carossa-Gymnasium durchaus wegweisend für ihren späteren Werdegang war. Und auch die Schülerinnen und Schüler der Q12 waren deutlich beeindruckt, welche Möglichkeiten ihnen nach erfolgreichem Durchlaufen der naturwissenschaftlichen Ausbildung am Hans-Carossa-Gymnasium offenstehen.

Weitere Infos zu den neuen Laseranwendungen und den Projekten sind unter folgenden Links zu finden:
https://www.attoworld.de/
https://lasers4life.de/
https://www.albatross-laser.com/
https://www.mpq.mpg.de/6710523/04-nathalie-nagl-wins-otto-hahn-medal-of-the-max-planck-society
https://www.nature.com/articles/s41566-022-01001-2.pdf
https://www.krebs-nachrichten.de/forschung-details/vorsto%C3%9F-ins-mittlere-infrarot.html


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