Welt der Naturwissenschaften

Eine Sammlung von Essays als schneller Zugang zu den Naturwissenschaften für Selbstdenker und andere Minderheiten.

Heute ist der 11. Dezember 2018

 Jahresübersicht 2010

Der Neuseeländer Ernest Rutherford war bereits Nobelpreisträger für Chemie, als er eine Entdeckung machte, die zu den sensationellsten der Wissenschaftsgeschichte zählt. Rutherford hatte eine hauchdünne Goldfolie in einem kleinen Kasten mit Alfastrahlen beschossen. Alfastrahlen sind radioaktive Strahlen, die von schweren Atomkernen, wie etwa Radium oder Uran, ausgesendet werden. Die schweren Atomkerne werden dadurch leichter und verwandeln sich in ein anderes Element. Die meisten Alfastrahlen schossen durch die Goldfolie glatt hindurch, einige wurden schwach abgelenkt, ganz wenige zurückgeworfen. Nach einer eingehenden Analyse der Messergebnisse war sich Rutherford sicher. Das harte Ding, an dem die Alfastrahlen abprallten, musste winzig klein sein. Rutherford erkannte, dass ein Atom großteils aus leerem Raum besteht und einen kleinen massiven Teil enthält, er nannte das den „Atomkern. Diese entscheidende Entdeckung gelang vor hundert Jahren, im Dezember 1910. Noch Jahre später wurde das Rutherford-Experiment in anderen Labors erfolgreich wiederholt.

Es mag ein Zufall sein, aber der Monat Dezember scheint eine besondere Zeit für die Atomphysik zu sein, denn am 22. Dezember 1938 entdeckten der deutsche Chemiker Otto Hahn und die österreichische Physikerin Lise Meitner in Berlin die Spaltung des Uranatomkerns. Meitner war Jüdin und hatte nach Stockholm fliehen müssen, aber die Versuchsserie war von ihr und Hahn gemeinsam geplant worden, daher gilt sie als Mitentdeckerin. Da nur wenige Atomkerne über den Zeitraum einer Nacht gespalten worden waren, war nur etwas Wärme entstanden, sonst nichts.

Nachdem sich US-Präsident Roosevelt entschlossen hatte, den Bau der Atombombe zu finanzieren, wurde der in die USA geflohene italienische Physiker Enrico Fermi beauftragt, einen Reaktor zu bauen, um eine atomare Kettenreaktion zu erzeugen. Der Reaktor wurde unter dem Sportstadion der Universität Chikago errichtet, und am 2. Dezember 1942 um 3 Uhr nachmittags wurde die mit sehr bescheidenen Sicherheitsvorrichtungen ausgestattete atomare Anlage in Betrieb genommen. Der Nachweis einer Kettenreaktion gelang, im Falle einer Panne wären allerdings Teile von Chicago vorweihnachtlich verstrahlt worden.

Es bleibt noch zu erwähnen, dass die erste Publikation des „Wirkungsquantums“ durch den deutschen Physiker Max Planck im Dezember 1901 erfolgte. Diese Entdeckung war der entscheidende Startschuss für die Quanten- und Atomphysik. Wissenschaftshistoriker sehen also beim Blick auf den Adventkranz vor ihrem geistigen Auge gelegentlich Lichtquanten, Atomkerne und Kettenreaktionen.