José Polo-Gómez gewinnt den Irwin-Oppenheim-Preis 2026
Der jährliche APS-Preis würdigt herausragende Forschung von Nachwuchswissenschaftlern
José Polo-Gómez, Postdoktorand in der Theorie-Abteilung des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik, wird mit dem Irwin-Oppenheim-Preis 2026 der American Physical Society (APS) ausgezeichnet. Mit dem jährlich vergebenen Preis ehrt die APS Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler für herausragende Arbeiten, die in ihrer Fachzeitschrift Physical Review E erschienen sind. Polo-Gómez erhält die Auszeichnung „für den Nachweis, dass das zweite Gesetz der Thermodynamik die Unterscheidbarkeit von Quantenzuständen begrenzt“.
„Mit dem Preis habe ich überhaupt nicht gerechnet“, erklärt José Polo-Gómez. „Die ausgezeichnete Arbeit ist bislang meine einzige Publikation als Alleinautor – deshalb hätte ich nie erwartet, dafür eine Auszeichnung zu bekommen.“
Der Irwin-Oppenheim-Preis würdigt herausragende Nachwuchsforschung, die in Physical Review E erschienen ist. Polo-Gómez’ Arbeit greift Ideen auf, die der Physiker Asher Peres erstmals formuliert hat. „In gewisser Weise hat er eine frühe Version des Arguments entwickelt – meine Arbeit führt diesen Ansatz weiter und präzisiert ihn“, erklärt der Autor.
Im Zentrum der ausgezeichneten Publikation steht ein Gedanke, der an das bekannte Gedankenexperiment des „Maxwellschen Dämons“ erinnert – ein Konzept an der Schnittstelle von Physik und Informationstheorie. Das Paper führt hypothetische Entitäten ein, sogenannte „Peres-Dämonen“. Diese können zwei nicht-orthogonale Quantenzustände mit einer bestimmten Effizienz unterscheiden. Auf dieser Grundlage konstruieren die Autoren einen thermodynamischen Kreisprozess. Er besteht aus mehreren Schritten, in denen ein Gas gezielt verändert wird und dabei Energie aufnimmt oder abgibt. Am Ende befindet sich das System – Gas und Dämonen – wieder im ursprünglichen Zustand.
Nimmt man an, dass diese Entitäten Quantenzustände zu effizient unterscheiden können, würde der Kreisprozess das zweite Gesetz der Thermodynamik verletzen: Die gesamte aus der Umgebung aufgenommene Wärme ließe sich in Arbeit umwandeln – ein Perpetuum mobile wäre möglich. Aus diesem Widerspruch ergibt sich eine thermodynamische Schranke dafür, wie gut sich Quantenzustände unterscheiden lassen. Bemerkenswert ist, dass dieses Ergebnis allein auf einer grundlegenden Eigenschaft der Quantenmechanik beruht: ihrer Linearität, also dem Superpositionsprinzip.
José Polo-Gómez ist als Postdoktorand in die Theorie-Abteilung unter der Leitung von Ignacio Cirac tätig. In seiner Forschung verbindet er Methoden der Quanteninformation mit Ansätzen der Quantenfeldtheorie. Im Mittelpunkt stehen Fragen zu Messungen, Kausalität und Verschränkung in der Quantenfeldtheorie. Seine Arbeiten reichen von der Physik Schwarzer Löcher bis zur Thermodynamik.
