Partner Insights - Photonics: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist neben der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg eine der drei tragenden Universitäten der Max Planck School of Photonics (MPSP). Als einzige deutsche Exzellenzuniversität mit nationaler Großforschung im Rahmen der Helmholtz-Gemeinschaft bietet das KIT Studierenden, Forschenden und Beschäftigten einmalige Lern-, Lehr- und Arbeitsbedingungen mit einer besonderen Nähe zu Innovation. So schafft und vermittelt das KIT nicht nur Wissen für Gesellschaft und Umwelt, sondern entwickeln daraus auch Anwendungen für die Wirtschaft.
Carsten Rockstuhl ist Professor am Institut für Theoretische Festkörperphysik und Abteilungsleiter am Institut für Nanotechnologie des KIT und Fellow der Max Planck School of Photonics. Im Interview spricht er über seinen Werdegang, das Besondere an der Arbeit als Fellow der Max Planck School of Photonics und darüber, was das 2009 gegründete KIT als tragenden Partner der Max Planck Schools auszeichnet.
Herr Rockstuhl, seit nunmehr neun Jahren sind Sie als Professor und Abteilungsleiter am KIT tätig. Wie führte Sie Ihr Weg dorthin?
Mein Interesse an den Themen Optik und Photonik wurde spätestens im Rahmen von Praktika, die ein integraler Bestandteil meines Studiums waren, in der Schweiz und in Griechenland geweckt. In einem dieser Orte, in Neuchâtel in der Schweiz, habe ich dann auch promoviert. Schließlich bin ich nach einem Forschungsaufenthalt in Japan wieder nach Deutschland zurückgekehrt, und habe lange Zeit in Jena als Wissenschaftler gearbeitet – zuerst als Assistent und später als Juniorprofessor an der dortigen Friedrich-Schiller-Universität. Schließlich habe ich 2013 das Angebot erhalten, die Professur am KIT anzutreten. Auch wenn es andere Perspektiven gab, hat mich das KIT besonders gereizt auf Grund der großen Themenvielfalt, die dort rund um Optik und Photonik präsent ist. Neben zentralen Einrichtungen wie der Karlsruhe School of Optics & Photonics sind es die vielen Kooperationsmöglichkeiten in der Physik, aber auch in der Mathematik, der Chemie, der Informatik und den Ingenieurswissenschaften, die das KIT zu einem faszinierenden Arbeitsumfeld machen. Darüber hinaus eröffnet die Tatsache sowohl in einer Universität als auch in einem nationalen Großforschungszentrum zu arbeiten, viele spannende Möglichkeiten der Zusammenarbeit.
Seit 2019 sind Sie zudem Fellow der Max Planck School of Photonics (MPSP). Was reizt Sie daran Teil dieses interdisziplinären und deutschlandweiten Promotionsprogrammes zu sein?
Als allererstes reizte mich die Möglichkeit, mit exzellenten Promovierenden zu faszinierenden Themen offen zu forschen. Im Alltag geht das manchmal etwas unter, aber nichts ist schöner, als sich über spannende Wissenschaft auszutauschen und neue Fragestellungen gemeinsam mit jungen Forschenden zu diskutieren. Diesen Austausch habe ich natürlich mit allen meinen Promovierenden, jedoch können wir uns in der MPSP durch die große Flexibilität, die dieses Programm bietet, Themen zuwenden, die wir vorher nicht so einfach bearbeiten konnten. Auch die Unterscheidung zwischen einer Studien- und Forschungsphase eröffnet die Möglichkeit, mit den Promovierenden bereits in einem sehr frühen Stadium ihres akademischen Werdeganges zusammen zu arbeiten und sie frühzeitig an die Arbeitsgruppen zu binden.
Die vielfältigen Austauschmöglichkeiten, die die MPSP bietet, garantieren eine optimale Umgebung mit strukturierter Interaktion. Das betrifft sowohl meinen Austausch mit den Promovierenden als auch den untereinander. Ich komme zum Beispiel gerade von einer MPSP Spring School mit einer Poster-Session. Dort präsentierten die Studierenden ihre Arbeiten – es war eine der lebhaftesten und stimulierendsten Poster-Sessions, die ich je erlebt habe. Die Session dauerte rund zwei Stunden. Letztlich hätten wir jedoch an jedem Tag dieser Woche eine Poster-Session ansetzen können und die Diskussion wäre sicherlich immer wieder intensiv gewesen, wie an diesem einen Tag. Die Atmosphäre dort hat mich daran erinnert, warum ich unbedingt in die Wissenschaft gehen wollte.
Überdies reizt mich natürlich der Austausch mit den vielen herausragenden anderen MPSP-Fellows. Wir arbeiten in meiner Gruppe theoretisch und numerisch und suchen daher immer den Kontakt zu experimentell arbeitenden Gruppen, mit denen wir gemeinsam an konkreten Themen forschen können. Aber natürlich auch zu anderen Theoretiker:innen, mit denen wir Fragen adressieren, die wir aus uns selbst heraus nicht beantworten können. Über dieses einzigartige Netzwerk der Max Planck Schools in einen wirklich unkomplizierten Austausch mit deutschlandweit agierenden Expert:innen der Photonik zu treten, ist eine große Bereicherung für unsere Arbeit.
Das KIT spielt als tragender Partner des Programmes eine zentrale Rolle. Was heißt das im Konkreten? Wo sehen Sie Synergien, die sich durch diese organisationsübergreifende Zusammenarbeit ergeben?
Ein tragender Partner zu sein bedeutet zunächst, dass wir bereits in der Studienphase in der Qualifizierung unserer Promovierenden aktiv eingebunden sind. Entsprechend nehmen die Studierenden derzeit an unserem lokalen Masterstudiengang teil, profitieren dabei aber schon frühzeitig von der Einbettung in die MPSP, was zu vielen Synergien führt. So können die organisationsübergreifend angebotenen, digitalen Lehrinhalte aller MPSP Partner genutzt oder Forschungsarbeiten im Rahmen dieses einzigartigen Partnernetzwerkes durchgeführt werden. Die vergangenen zwei Jahre waren aber auch ein Katalysator für die Entwicklung gemeinsamer Studieninhalte mit den MPSP-Partnern: Wir haben MPSP-weit Vorlesungen im Stile eines Flipped Classrooms angeboten, bei der die Wissensvermittlung in Videos erfolgt. Diese wurden unter Beteiligung vieler MPSP-Partner erarbeitet und standen im Nachgang allen Partnern zur Verfügung. Hier nutzen wir ganz offensichtlich als Synergie, dass alle Lehrenden verschiedene Kompetenzen haben, die wir so gemeinsam in einen einzelnen Kurs einbringen können.
Wir haben in den vergangenen Jahren auch gelernt, dass nicht nur wir Exzellenz von den Promovierenden erwarten können und sollen, sondern dass diese auch Exzellenz in der Qualifizierung durch und Zusammenarbeit mit uns, völlig zu Recht, erwarten können und sollen. Aufgrund der individuellen Bedürfnisse und Interessen jedes Einzelnen ist es nicht immer möglich, diesen mit den Lehrangeboten nur eines Standortes gerecht zu werden. Daher planen wir aktuell die Einrichtung eines gemeinsamen Masterprogramms mit allen tragenden Partnern der MPSP, um die Synergien zwischen den verschiedenen Wissenschaftler:innen und Partnerorganisationen standortübergreifend noch besser zu nutzen. Wir planen in diesem Format auch alle Partner der MPSP, und nicht nur die tragenden, angemessen einzubinden, so dass wir perspektivisch wirklich ein Leuchtturmprogramm für die Photonik in Deutschland etablieren können. Die Herausforderungen sind enorm und die Einrichtung eines gemeinsamen Studienprogramms wird nicht auf einer Zeitskala von einem Jahr umzusetzen sein, aber in Zusammenarbeit mit den Fellows der MPSP und mit großer Unterstützung der beteiligen Universitäten bin ich zuversichtlich, dass uns diese Umsetzung in naher Zukunft gelingen wird.
Was zeichnet den Forschungsstandort Karlsruhe im Besonderen mit Blick auf das Zukunftsfeld Photonics aus?
Das KIT hat seit langem eine starke Verbindung zur Firma Carl ZEISS, einem der weltweit größten Unternehmen im Bereich Optik und Photonik. Im Jahr 2020 wurde diese Kooperation im ZEISS Innovation Hub @ KIT auch strukturell institutionalisiert, einem Innovationsgebäude, in dem sich Forschung und Industrie treffen und neue Ideen unterstützt werden. Aber auch zu anderen Firmen, wie z. B. Polytec oder BOSCH, die eine starke Anwendungsorientierung in den Bereichen Optik und Photonik haben oder optische und photonische Grundlagentechniken in ihren Produkten und Produktionstechnologien nutzen, bestehen enge Verbindungen. Karlsruhe hat zudem eine lange Tradition in der Erfindung bahnbrechender Technologien: Zum Beispiel führten die Forschungen von Heinrich Hertz während seiner Tätigkeit an der damaligen Technischen Hochschule Karlsruhe, dem heutigen KIT, zur Entdeckung elektromagnetischer Wellen. Ihm zu Ehren heißt die Einheit der Frequenz bekanntlich „Hertz“. Carl Benz studierte in Karlsruhe und entwickelte später ein Patent für einen Motorwagen, der als erstes praktisches Automobil in Serienproduktion gilt.
Physik-Nobelpreisträger Ferdinand Braun erfand hier die Elektronenstrahlröhre (Braunsche Röhre). Otto Lehmann erforschte die Flüssigkristalle – die Grundlage für unsere heutigen flachen und energieeffizienten Displays. Dies sind nur einige der Beispiele für die vielen erfolgreichen Forschungs- und Innovationsaktivitäten am KIT und seinen Vorgängereinrichtungen.
Warum sollten internationale Studierende und Promovierende ans KIT und nach Karlsruhe kommen?
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9.600 Mitarbeitende auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 23.300 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Auch hier gibt es also viele Schnittstellen zu der Mission der Max Planck Schools.
Von der Promotion über das Postdoktorat bis zur Professur fördert das KIT junge Wissenschaftler:innen auf allen Karrierestufen. Exzellente junge Forschende finden am KIT ausgezeichnete Rahmenbedingungen und Entwicklungsmöglichkeiten. Seinen Promovierenden, Nachwuchsgruppenleiterinnen und -leitern sowie Juniorprofessorinnen und Juniorprofessoren bietet das KIT attraktive Perspektiven durch eine verlässliche Karrieregestaltung in einer einzigartigen Forschungsumgebung. Im näheren Umkreis von Karlsruhe sind viele große deutsche Unternehmen angesiedelt: Siemens, Daimler, Polytec, Bosch, John Deere und ZEISS sind weniger als 30 Kilometer entfernt, BASF, Porsche sowie ein weiterer Standort von Daimler im weiteren Umkreis zu finden. Hinzu kommt eine sehr lebendige Start-up-Szene. Zudem kommt man von Karlsruhe schnell in einige der schönsten Naturgebiete Deutschlands, etwa den Schwarzwald oder den Pfälzer. Die zentrale Lage der Stadt bietet auch beste Voraussetzungen dafür, Europa zu erkunden: In nur zwei Stunden ist man mit dem TGV in Paris, die Fahrzeit nach Basel in der Schweiz ist sogar noch etwas kürzer.
Was ist ein Highlight, das man sehen muss, wenn man die Stadt besucht?
Karlsruhe ist ganz auf das zentrale barocke Residenzschloss ausgerichtet, das ab 1715 errichtet wurde: 32 Straßen strahlen vom Schloss aus in die Stadt. Aufgrund dieses fächerförmigen Grundrisses wird Karlsruhe auch „Fächerstadt“ genannt. Von der Aussichtsplattform im Schlossturm kann man an klaren Tagen ganz Karlsruhe und sogar den Schwarzwald und die Pfälzer Berge sehen.
Nur wenige Schritte vom Schloss entfernt befindet sich das Bundesverfassungsgericht, der höchste Gerichtshof Deutschlands. Ebenfalls in Karlsruhe befindet sich der Bundesgerichtshof, die letzte Instanz in Zivil- und Strafverfahren. Auch künstlerisch hat Karlsruhe viel zu bieten: Das Zentrum für Kunst und Medien, kurz ZKM, gehört zu den größten und bedeutendsten Museen für Medienkunst weltweit und ist einer der Gründe dafür, dass Karlsruhe von der UNESCO als „Stadt der Medienkunst“ in das Creative Cities Network aufgenommen wurde.
