Wie viele Aggregatzustände der Materie gibt es? Drei, würde Otto Normalphysiker sagen und mit Blick auf die Substanz, aus der sein Körper zum größten Teil besteht, aufzählen: erstens flüssig (Wasser). Zweitens fest (Eis). Und drittens gasförmig (Dampf). Bei extrem hohen Temperaturen können die Dampfmoleküle wiederum zerrissen werden in Atomkerne und Elektronen. Sie bilden ein Plasma, den vierten Aggregatzustand.

Doch damit nicht genug. Inzwischen gibt es zwei weitere Zustände der Materie.

Der eine ist recht neu, seine Schöpfer erhielten vor wenigen Wochen den Nobelpreis. Bose-Einstein-Kondensat heißt ihre Kreation. Der andere ist brandneu und wurde soeben von Münchner Physikern erstmals beschrieben (Nature, Bd. 415, S. 39). Mott-Isolator heißt der jüngste Materiekuchen aus der Bäckerei der Experimentalphysiker. Die beiden Aggregatzustände sind typische Gebilde der Quantenwelt und eng verwandt: Während das Bose-Einstein-Kondensat stark einer Flüssigkeit ähnelt - die Physiker reden salopp von einer "Quantenflüssigkeit" -, entspricht der Mott-Isolator einem Kristall mit strenger innerer Struktur (siehe Zeichnung).

Den Münchner Physikern ist es dabei gelungen, eine Quantenflüssigkeit, bestehend aus einigen hunderttausend Rubidiumatomen, erstarren zu lassen zum Mott-Isolator. In ihm sind dieselben Rubidiumatome plötzlich fein säuberlich geordnet, vergleichbar mit in Reih und Glied gestapelten Eiern, die in den üblichen Kartons feilgeboten werden. Zwischen der Isolatorform und flüssigem Kondensat lässt sich beliebig oft und schnell hin- und herschalten, als befehligten die Forscher nicht Atome, sondern eine Kompanie Soldaten. Halt!

Alle stehen stramm. Marsch! Im Gleichschritt paradieren die Atome.

Diese Schaltmöglichkeit ist zunächst nur akademische Spielerei. Doch zusammen mit anderen Fortschritten der Quanten- und Tieftemperaturphysik öffnet sich langfristig die Perspektive, Atome ähnlich gut manipulieren zu können wie heute das Licht mit Lasern oder Elektronen mit Transistoren und Chips. Wohin die Quantenreise führen wird, weiß niemand. Schließlich hat ja auch keiner an der Wiege des Transistors den Siegeszug von Computer und Internet gesungen oder vorausgesagt, dass Laser massenhaft in CD-Playern und Kaufhauskassen blitzen.

Die neu entdeckte Schaltmöglichkeit könne "nützlich sein zum Ausführen von Quantenrechnungen", heißt es in einem Kommentar von Nature. Ähnliches stellte auch Immanuel Bloch, einer der fünf Entdecker des neuen Effekts, in einem Fernsehbericht in Aussicht. Gegenüber der ZEIT gibt er allerdings lachend zu, dass der viel beschworene superschnelle Quantencomputer ähnlich gespensterhaft ist wie der famose Fusionsreaktor. Von Letzterem schwärmen Plasmaphysiker seit Jahrzehnten.