Kavli-Preise 2026: Galaktische Gespenster, verdrehte Quantenwelten und die Proteine, die unser Gehirn umbauen

Der Astrophysik-Preis 2026 ging an drei galaktische Archäologen, die das turbulente Wachstum der Milchstraße akribisch rekonstruierten. Ihr Durchbruch war der Nachweis, dass unsere Heimatgalaxie nicht in ruhiger Isolation entstand, sondern über Milliarden von Jahren wuchs, indem sie kleinere Satellitengalaxien verschlang – und dabei einen umfangreichen fossilen Bericht uralter Kollisionen hinterließ .

Mithilfe präziser Messungen der Positionen, Bewegungen und chemischen Fingerabdrücke von Millionen Sternen – größtenteils vom Gaia-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation ESA – identifizierte das Team ausgeprägte Sternströme. Diese Ströme sind die lang gestreckten, sich langsam auflösenden Überreste von Zwerggalaxien, die durch die Schwerkraft der Milchstraße auseinandergerissen wurden . Indem sie diese Ströme über den Himmel verfolgten, kartierten sie die Verteilung der Dunklen Materie in der Galaxie und nutzten die Ströme als empfindliche Gravitationssonden . Die Arbeit hat Sternströme zu einem Werkzeug gemacht, um den unsichtbaren Halo aus Dunkler Materie zu wiegen und zu kartieren, der unsere Galaxie umgibt . Das gängige Modell, wie solche Halos aussehen, wird als Lambda-CDM-Modell bezeichnet – eine Abkürzung für die derzeit führende Theorie des Kosmos, die von einer kalten (engl. Cold) Dunklen Materie und einer kosmologischen Konstante (Lambda) ausgeht.

Laut der offiziellen Bekanntgabe vertreten die Preisträger neun verschiedene Nationalitäten auf drei Kontinenten . In den Pressematerialien werden als spezifische Arbeitsschwerpunkte die Länder der Institutionen genannt, darunter Belokurov (UK), Helmi (Niederlande) und Ibata (Frankreich) .

Nanowissenschaften: Die Magie der leichten Verdrehung

Preisträger: Eva Y. Andrei (Rutgers University, USA), Pablo Jarillo-Herrero (MIT, USA), Allan H. MacDonald (University of Texas at Austin, USA) .

Begründung: „für grundlegende Arbeiten, die das Feld der Twistronik begründeten“ .

Im Nanokosmos zeichnete der Preis 2026 eine Entdeckung aus, die fast wie Alchemie klingt. Die drei Physiker zeigten, dass das Stapeln zweier atomdünner Kohlenstoffschichten (Graphen) und das Verdrehen einer Schicht relativ zur anderen um einen bestimmten „magischen Winkel“ von etwa 1,1 Grad außergewöhnliche elektronische Verhaltensweisen hervorbringt, die in den einzelnen Schichten nicht vorhanden sind .

Allan MacDonald sagte 2011 theoretisch voraus, dass das Verdrehen von zweilagigem Graphen in diesem präzisen Winkel die Energielandschaft der Elektronen abflachen und so einen Spielplatz für exotische Quantenphänomene schaffen würde . Pablo Jarillo-Herrero und sein Team demonstrierten dies 2018 experimentell und beobachteten, dass das Material allein durch Änderung der Elektronendichte zwischen einem Isolator und einem Supraleiter – der Strom ohne Widerstand leitet – hin- und hergeschaltet werden kann . Eva Andrei lieferte grundlegende Arbeiten mit der Rastertunnelmikroskopie, die direkt sichtbar machten, wie diese elektronischen Eigenschaften aus der verdrehten atomaren Landschaft entstehen .

Dieses heute als Twistronik bekannte Feld hat ein neues Paradigma für die Materialtechnik eröffnet. Anstatt auf die Veränderung der chemischen Zusammensetzung zu setzen, können Wissenschaftler nun Materialien in neue Quantenzustände zwingen, indem sie geometrische Verdrehungen kontrollieren – ein Weg zu robusteren Supraleitern und neuartigen elektronischen Bauteilen .

Neurowissenschaften: Die Regeln des Gedächtnisses neu schreiben

Preisträger: Christine Holt (University of Cambridge, UK), Kelsey C. Martin (Simons Foundation, USA), Erin Schuman (Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Deutschland / UCL, UK), Oswald Steward (University of California, Irvine, USA) .

Begründung: „für die Entdeckung der lokalen Proteintranslation in Neuronen und die Feststellung ihrer Bedeutung für die Gehirnentwicklung und Plastizität“ .

Der Neurowissenschafts-Preis stürzte ein klassisches Dogma der Biologie. Jahrzehntelang herrschte die Überzeugung vor, dass Neuronen alle ihre Proteine im zentralen Zellkörper produzieren und sie dann an die weit entfernten Synapsen liefern, wo sie gebraucht werden . Dieses Quartett von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern bewies, dass Neuronen ein viel eleganteres System haben: Sie stellen die spezifischen Proteine, die für die Funktion der Synapse benötigt werden, direkt vor Ort an der Synapse selbst her .

Diese Entdeckung ist grundlegend für das Verständnis von Lernen und Gedächtnis. Wenn eine Synapse stimuliert wird, ermöglicht die schnelle lokale Proteinsynthese dieser einzelnen Verbindung, sich zu verstärken oder abzuschwächen, ohne auf Befehle vom weit entfernten Zellkern warten zu müssen. Das liefert die molekulare Grundlage für die Plastizität des Gehirns . Die Arbeiten von Holt, Martin, Schuman und Steward zeigten gemeinsam, dass Ribosomen – die zellulären Maschinen, die Proteine bauen – in Dendriten und Axonen stationiert sind und dass diese lokale Synthese entscheidend dafür ist, dass das sich entwickelnde Gehirn sich korrekt verdrahtet und das erwachsene Gehirn sich an neue Erfahrungen anpassen kann .

Jeder der drei Kavli-Preise ehrt Arbeiten, die ein fundamentales Paradigma verändert haben – wie Galaxien aufgebaut sind, wie Materialien gesteuert werden können und wie das Gehirn sich erinnert. Die Preisträger 2026 werden ihre Auszeichnungen, jeweils dotiert mit einer Million US-Dollar, bei einer Zeremonie im September in Oslo in Anwesenheit der norwegischen Königsfamilie entgegennehmen .