Izar Alonso, Mathematiker: „Die Stringtheorie kann niemals experimentell bewiesen werden.“

Schon in der Grundschule entdeckte Izar Alonso (Madrid, Spanien, 29 Jahre alt) ihre Liebe zur Mathematik . „Ich begann, an Wettbewerben und außerschulischen Aktivitäten teilzunehmen. Das gefiel mir, weil es ganz anders war als das, was wir in der Schule sahen“, erinnert sich die junge Frau aus New Jersey (USA), wo sie seit 2023 lebt. Es sind Ferien, und für ein paar Stunden lässt sie es ruhiger angehen. In ein paar Tagen kehrt sie jedoch in ihr Büro an der Rutgers University zurück, wo sie über 80 Studenten unterschiedlichen Alters unterrichtet. Dort, inmitten von Tafeln, Formeln und Fragen, teilt sie weiterhin diese Leidenschaft, die sich im Laufe der Zeit in einen brillanten akademischen Werdegang verwandelt hat, der sie mit der faszinierenden Welt der Zahlen verbunden hält.

Alonso absolvierte ein Doppelstudium in Mathematik und Physik an der Universität Complutense Madrid und schloss nur ein Jahr später bereits ihren Master in Reiner Mathematik an der Universität Cambridge (Großbritannien) ab. Ihr nächster Schritt führte sie an die Universität Oxford, wo sie in Mathematik promovierte und ihr Profil als Forscherin festigte. Ihre Arbeit bewegt sich in den abstrakteren Bereichen einer Disziplin, die, wie sie selbst betont, „über viel Kreativität und Schönheit verfügt“. Diese Perspektive brachte ihr die Anerkennung als eine der sechs Preisträgerinnen des Vicent Caselles-Preises ein, der von der Königlich Spanischen Mathematischen Gesellschaft und der BBVA-Stiftung für ihre bedeutenden Beiträge in den ersten Jahren ihrer Karriere verliehen wird.

„Ich fühlte mich von der spanischen Mathematik-Community entfremdet, aber das hat mir wieder Anschluss verschafft“, sagt sie. Sie geht davon aus , noch ein weiteres Jahr als Hill-Assistenzprofessorin zu bleiben, ist sich aber bewusst, dass dies nur ein Teil ihrer Reise ist. In der Wissenschaft ist es üblich, von einem Ort zum anderen zu ziehen. „Ich bin jung und brenne darauf, irgendwohin zu gehen“, betont sie überzeugt.

Frage: Sie haben einen umfangreichen Lebenslauf und eine für Ihr Alter beachtliche internationale Karriere vorzuweisen. War die Unterstützung, die Sie als Kind zu Hause erhielten, wichtig?

Antwort: Ja, natürlich. Meine Eltern wurden auf meine Begabung aufmerksam und meldeten mich für verschiedene Aktivitäten an. Die erste Teilnahme war der Frühjahrs-Mathematikwettbewerb der Autonomen Gemeinschaft Madrid. Später besuchte ich weiterführende Kurse. Ich finde diese Initiativen sehr positiv, da die erste Phase in der Schule stattfindet und so begabte Kinder ohne den Kontakt zu ihren Eltern identifiziert werden können.

Ich hatte Glück, aber das ist nicht jedem so. Die Arbeit der Schulen ist entscheidend, um Menschen mit mathematischem Talent zu identifizieren.

F: Und was war der Unterschied zwischen den Fortgeschrittenenkursen und dem, was Sie im Klassenzimmer gelernt haben?

A. Das anschaulichste Beispiel, das ich nennen kann, ist, dass der Schwerpunkt nicht auf dem Rechnen lag. Es gab viel mehr Kreativität; es war, als würde man die ganze Zeit ein Puzzle lösen, als würde man geometrische Formen konstruieren. Es fühlte sich nicht wie Probleme an.

P. Das hat Sie im Laufe der Zeit zu einem Doppelstudium in Mathematik und Physik geführt …

A. Ich wusste, dass ich Mathematik studieren wollte, aber schließlich, in der High School, entschied ich mich für Physik, weil es an der Universität Complutense ein entsprechendes, akademisch anspruchsvolles Programm gab. In Spanien ist es, als würde man zwei Studiengänge gleichzeitig absolvieren.

Manchmal war es schön, Verbindungen zwischen uns zu sehen. Da es eine kleine Gruppe war, gaben uns die Lehrer fortgeschrittenen Unterricht, aber ich musste hart arbeiten.

F: Und wie würden Sie reine Mathematik jetzt definieren, da Sie sie studieren?

A. Es handelt sich um eine Art von Mathematik, die wir um ihrer selbst willen studieren, nicht weil wir unmittelbare praktische Anwendungen suchen. Angewandte Mathematik hingegen basiert auf einem konkreten Bedarf. Beispielsweise könnte jemand einen Algorithmus benötigen, um ein bestimmtes Problem zu lösen, oder versuchen, eine Gleichung zu lösen, die im Ingenieurwesen oder einem anderen praktischen Bereich verwendet wird.

In der reinen Mathematik arbeiten wir nicht mit einem festen Werkzeugsatz oder einem bestimmten Rahmen; wir gehen vielmehr von Definitionen und Konzepten aus. Von dort aus versuchen wir, Theoreme zu beweisen und die Äquivalenz bestimmter Konzepte zu zeigen. Manchmal findet diese reine Mathematik Anwendung in anderen reinen Bereichen wie Geometrie, Topologie oder Algebra.

F. Ihr Forschungsgebiet basiert ebenfalls auf Geometrie, theoretischer Physik und der Stringtheorie [ein theoretisches Rahmenwerk, das postuliert, dass die Grundeinheit der Materie nicht aus Teilchen, sondern aus eindimensionalen Filamenten, sogenannten Strings, besteht]. Können Sie uns etwas mehr darüber erzählen?

A. Ich arbeite in der Differentialgeometrie, mit theoretischer Physik als Hintergrund. Die Stringtheorie hat eine sehr breite mathematische Grundlage, die zum Verständnis des Universums beiträgt. Dabei werden Modelle mit sehr komplexen geometrischen Strukturen verwendet. Ich untersuche bestimmte hochdimensionale Räume.

F: Wie ist das?

A: Ich habe viel in der siebten Dimension geforscht, wo G2-Strukturen mit einzigartigen Eigenschaften zu finden sind. Mein Ziel ist es, diese Strukturen besser zu verstehen, anschauliche Beispiele zu erstellen und Gleichungen zu lösen, um mehr geometrische Strukturen zum Arbeiten zu haben. Schließlich ist die Stringphysik ein theoretisches Modell, das experimentell nie nachgewiesen werden kann.

F: Wie wenden Sie dieses Wissen in Ihrem Unterricht an? Was sagen Ihre Schüler?

A. Ich bin Assistenzprofessor, allerdings als Postdoc, und muss derzeit drei Kurse pro Jahr unterrichten. Da es sich um eine öffentliche Universität handelt, ist die Bandbreite der Studierenden sehr groß. Es war eine lohnende Erfahrung, da die Studierenden während des Kurses „Lineare Optimierung“ motiviert waren. Der Kurs richtet sich an Studierende der Informatik, des Maschinenbaus und der Elektrotechnik.

Manchmal ist es etwas anstrengend, weil ich mehrere E-Mails mit Fragen bekomme oder die Studenten einfach nur anrufen und erklären, dass sie krank sind. Man muss viel Zeit für das Unterrichten, Schreiben und Korrigieren von Prüfungen aufwenden. Das ist eine große Verantwortung.

F: Sie haben auch an der Universität Oxford gelehrt. Was sind die Hauptunterschiede?

A. Die Gruppen waren klein, zwei oder drei Personen. Es ist ein sehr gutes System, das auch an der Universität Cambridge verwendet wird. Es hilft den Studierenden sehr, weil man Schritt für Schritt vorgehen kann, erfordert aber viele Ressourcen.

In Spanien wäre dies undenkbar, da es nur eine begrenzte Anzahl an Lehrkräften und wenig Geld gibt. Aus pädagogischer Sicht ist es ein hervorragendes System.

F: Hat Ihnen das Unterrichten im Laufe der Jahre Spaß gemacht?

A. Es ist sehr erfreulich, wenn das Gesicht eines Schülers strahlt und er sagt: „Jetzt habe ich es verstanden, vielen Dank.“ In meinem letzten Kurs erhielt ich mehrere Dankesbotschaften von Schülern, die viel gelernt hatten und meinen Unterricht mochten. So kann man direkt sehen, wie sich etwas auf die Menschen auswirkt.

F: Und im Hinblick auf die von Ihnen erwähnten Einschränkungen in der Lehre: Wo gibt es Ihrer Meinung nach mehr gläserne Decken ?

A. Es ist transversal. Schließlich ist die Mathematik-Community international, und ich musste innerhalb mehrerer Länder umziehen, zum Teil, weil wir aufgrund kurzfristiger Verträge gezwungen sind, umzuziehen. Dann kann man nicht am selben Ort bleiben. Ich habe ähnliche Merkmale bei den Geschlechterunterschieden beobachtet.

F: Wurden Sie aufgrund Ihrer Frauschaft jemals diskriminiert?

A. Die Kluft zwischen den Geschlechtern ist spürbar, aber in den meisten Fällen eher indirekt, denn in der Mathematik ist die Zahl der Frauen sehr gering, und das ist etwas, das man immer spüren wird. Man hat das Gefühl, nicht dazuzugehören.

In den Klassenräumen kann es feindselig zugehen, und es fallen unpassende Kommentare, die bei einem ausgewogeneren Geschlechterverhältnis nicht fallen würden. Ich hatte keine Probleme damit, eine große Klasse zu unterrichten, aber einmal sprach mich ein Schüler unprofessionell an. Ich glaube, wenn ich ein 60-jähriger Mann wäre, hätte er nicht so mit mir gesprochen.

F: Halten Sie es für entscheidend, die Beteiligung von Mädchen, Jugendlichen und Frauen in diesen Bereichen zu erhöhen?

A. Es wäre hilfreich, aber ich denke, es ist wichtig zu wissen, dass diese Situation nicht nur in jüngeren Jahren besteht, sondern sich auch auf Situationen wie meine erstreckt. Es ist wichtig, dieses Problem auf allen Ebenen anzugehen.

Ja, es kann je nach Mathematikfachbereich zu Veränderungen kommen. In einem Bereich gibt es vielleicht mehr Frauen, und deshalb fühlt man sich dort wohler. In einem anderen Bereich kann es jedoch etwas feindseliger sein, aber ich glaube nicht, dass es ein Problem einzelner Länder ist, sondern eher ein gesamtgesellschaftliches.