Jülich, eine Kleinstadt ganz im Westen Deutschlands. Ein Marktplatz mit Rathaus, ein Hexenturm als Wahrzeichen und 33000 Einwohner verteilt auf Kernstadt und 15 umliegende Dörfer. Nichts Weltbewegendes. Dennoch fand die „Grünmetropole“, wie sich Jülich gern bezeichnet, in jüngster Zeit häufiger den Weg in die Weltpresse. Das hat mehrere Gründe. Erstens ging im Oktober 2007 der Physik-Nobelpreis nach Jülich, genauer gesagt an Peter Grünberg vom Forschungszentrum Jülich und seinen französischen Kollegen Albert Fert für die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstandes. Zweitens geht in Jülich im Februar 2008 der weltweit leistungsfähigste Rechner im zivilen Bereich in Betrieb. Und drittens ist das Forschungszentrum nicht nur eins der größten in Europa, sondern sorgt mit aufsehenerregenden Entdeckungen auch immer wieder für Schlagzeilen.
Aber der Reihe nach: Am 11. Dezember 1956 gründete der Landtag Nordrhein-Westfalens eine Großforschungsanlage im Staatsforst bei Jülich. Dort sollte vor allem die Kernspaltung untersucht werden. So wurde in Jülich der Hochtemperaturreaktor entwickelt, der mit Betriebstemperaturen von 950 Grad Celsius nicht nur Elektrizität produziert, sondern gleichzeitig auch Kohle veredeln oder Fernwärme in die Siedlungen der Umgebung liefern kann. Als die deutsche Bevölkerung in den 1980er-Jahren die Kernenergie zunehmend ablehnte, wurden die Pläne zur kommerziellen Nutzung von Hochtemperaturreaktoren zu den Akten gelegt und die Kernforschungsanlage Jülich orientierte sich neu. Mit der Namensänderung in „Forschungszentrum Jülich“ lösten neue Forschungsschwerpunkte die Kernforschung ab. Der Turnaround ist längst geschafft. „Nur noch ein oder zwei Prozent unserer Aktivitäten hängen mit der Kernspaltung zusammen“, sagt Peter Schäfer, Mitarbeiter in der Konzernkommunikation und selbst ein „Jülicher Urgestein“.
Heute hat „Jülich“ seine Schlüsselkompetenzen in den Bereichen Physik, Supercomputing und Materialwissenschaften und stellt sich den künftigen Herausforderungen in den Bereichen Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Information. Grundlagenorientierte und fächerübergreifende Beiträge zu Naturwissenschaften und Technik werden ebenso erarbeitet wie konkrete technologische Anwendungen. Viele neue Bereiche haben freilich ihre Wurzeln in der Kernforschung. So wurden für den Jülicher Hochtemperaturreaktor keramische Werkstoffe hergestellt, die inzwischen als Beschichtung für Flugzeugturbinen verwendet werden. Da die Keramik extreme Hitze aushält, können die Turbinen bei höheren Temperaturen laufen. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad, die Turbine braucht bei gleicher Leistung weniger Treibstoff und stößt so weniger Kohlendioxid aus.
In Jülich gab es neben der Kernspaltung schon lange eine ganze Reihe weiterer Schwerpunkte wie die Festkörperforschung und die Umweltforschung, die ebenfalls weiter ausgebaut und durch andere Disziplinen ergänzt wurden. Der Übergang war also fließend. Auch der Festkörperphysiker Peter Grünberg setzte in den 80er-Jahren seine Arbeit fort, die ihm schließlich den Nobelpreis einbrachte. Und weil zusätzlich ein weiterer Schwerpunkt der Informationstechnologie entstanden war, lag in Jülich die Verwendung des eben entdeckten Riesenmagnetowiderstandes für die Computertechnik auf der Hand. Bereits 1997 speicherte der erste damit konstruierte Lese-Schreib-Kopf sehr viele Daten auf sehr engem Raum eines Festplattenspeichers. Heute funktioniert kaum noch ein Computer oder Laptop ohne diesen Effekt. Die Entdeckung hat sich übrigens nicht nur wegen des Nobelpreises gelohnt: Rund zehn Millionen Euro Lizenzgebühren flossen seither in die Jülicher Forschung – die meisten in Yen und Dollar.
Das Forschungszentrum Jülich mit seinen 4400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern hat sich inzwischen zu einer kleinen Stadt mit 40 Kilometer Straßen- und Wegenetz und einem eigenen Leitsystem entwickelt. Es gehört zur Helmholtz-Gemeinschaft, die ihrerseits mit 26500 Mitarbeitern in 15 Instituten und einem Jahresbudget von 2,3 Milliarden Euro die größte Forschungsorganisation Deutschlands ist. Die Gemeinschaft widmet sich den großen und drängenden Fragen der Menschheit und ist international gut vernetzt. Allein 800 Gastwissenschaftler aus mehr als 50 Ländern kommen jedes Jahr nach Jülich, um zu forschen und sich mit Kollegen auszutauschen.
Die Umweltforschung ist auch ein Bereich, in dem das Forschungszentrum Jülich bereits vor Jahrzehnten stark war. „Auf den Ozonabbau in der Stratosphäre und auf die Kohlendioxid-Klima-Problematik haben wir lange vor allen anderen hingewiesen“, sagt Peter Schäfer. Wie „Ozonloch“ und „Klimawandel“ zusammenhängen, untersuchen auch heute noch die Jülicher Forscher Martin Riese und Cornelius Schiller. Die FCKW genannten Kühlmittel und Treibgase von Spraydosen schweben auch viele Jahre nach ihrem Verbot noch hoch oben in der Atmosphäre. Aus ihnen entstehende Chemikalien beschädigen die Ozonschicht, die normalerweise die gefährlichen ultravioletten Strahlen abfängt, bevor sie auf der Erde Hautkrebs oder Erbgutschäden verursachen können. Über den Polgebieten der Erde können solche Prozesse ein Ozonloch in diese Schutzschicht reißen.
Ergänzt wird die Umweltforschung durch die Energieforschung. In Jülich werden Fotozellen entwickelt, die mit sogenanntem „amorphem Silizium“ Elektrizität billiger als bisher direkt aus Sonnenlicht gewinnen sollen. Ingenieure basteln gleichzeitig an der Wasserstofftechnologie, mit der in Zukunft Brennstoffzellen Energie für Fahrzeuge liefern dürften. „Energie und Umwelt gehören für uns zusammen“, erklärt Peter Schäfer. Daher untersuchen die Jülicher auch gleich, welche Auswirkungen die Wasserstofftechnologie auf die Umwelt haben könnte. Die Energie der Zukunft könnte auch aus der Kernfusion stammen. Hier arbeitet die Weltgemeinschaft zusammen, um aus dem Verschmelzen von reichlich vorhandenen Wasserstoff-Atomen in vielleicht 35 Jahren Strom zu gewinnen. Maßgeblich beteiligt an diesen Projekten sind die Jülicher.
Aber auch der Gesundheitsbereich ist längst ein wichtiges Standbein im Forschungszentrum Jülich. Immer mehr Menschen werden immer älter. So ist ein Ziel der Jülicher Gesundheitsforschung, die Diagnose und Therapie von altersbedingten Erkrankungen des Gehirns mit biophysikalischen Methoden und bildgebenden Verfahren zu verbessern. Dabei nutzen die Forscher modernste Technologie und setzen vier Verfahren gleichzeitig ein, um die Aktivität im Gehirn in Bilder umzusetzen. Mit der Kombination von Positronen-Emissions-Tomografie (PET), Einzelphotonen-Emissions-Tomografie (SPECT), Kernspinresonanz (NMR) und Magnetoenzephalographie (MEG) gewinnen sie tiefere Einblicke als an irgendeinem anderen Ort auf der Welt.
Für diese riesige Palette von Vorhaben benötigen die Jülicher Forscher, die eng mit der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen, aber auch mit den Universitäten in Bonn, Köln und Düsseldorf zusammenarbeiten, natürlich gute Rechner. Auch in dieser Hinsicht hat Jülich Außergewöhnliches zu bieten: den Supercomputer „Jugene“, mit 65536 Prozessoren der weltweit leistungsfähigste Rechner für die zivile Nutzung. Nur ein Rechner in den USA bringt mehr Leistung. Forscher aus ganz Deutschland stellen Anträge zur Berechnung ihrer Simulationen, denn der Computer erledigt Berechnungen, die sonst Wochen oder Monate dauern würden, in nur wenigen Stunden. Ganze Forschungsbereiche wären ohne ihn gar nicht möglich. „Fragen Sie nicht“, sagt Peter Schäfer, „wer alles mit dem Supercomputer arbeitet. Fragen Sie lieber, welche Gruppen in Jülich nicht mit dem Superrechner arbeiten. Das sind nicht so viele.“ Und so wird die nächste Schlagzeile aus der kleinen Stadt im Dreiländereck Deutschland, Belgien, Niederlande nicht allzu lange auf sich warten lassen.
