Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2018

Die schönsten Träume von Freiheit werden im Kerker geträumt.
(Friedrich Schiller)

27. Juli 2024

Der englische Physiker und Mathematiker Isaac Newton dunkelte sein Arbeitszimmer ab. Durch eine kleine Öffnung fiel ein Sonnenstrahl, den Newton durch ein dreikantiges Prisma lenkte. Am anderen Ende teilte sich der Strahl und erzeugte Regenbogenfarben. Newton glaubte, dass das weiße Licht aus verschiedenen Farben zusammengesetzt ist, wobei jede Farbe einer bestimmten Wellenlänge entspricht. Heute wissen wir, dass Newton Recht hatte. Jedes Licht, das in der Natur vorkommt, besteht aus verschiedenen Wellenlängen. Blau hat eine Wellenlänge von ungefähr 400 millionstel Millimeter, Rot hat 700 millionstel Millimeter.

Beim Laser ist das anders, er sendet Licht nur mit einer ganz bestimmten Wellenlänge aus. Laser ist die englische Abkürzung von "Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung". Albert Einstein hatte diesen Effekt bereits 1917 vorausgesagt. 1928 wurde der erste experimentelle Beweis durch den deutschen Physiker Rudolf Ladenburg erbracht. Der erste funktionsfähige Laser, ein "Rubinlaser", wurde 1960 vom Amerikaner Theodore Maiman vorgestellt. Bis heute werden Laser laufend verbessert und sind wegen ihrer Eigenschaften in vielen Bereichen der Technik nicht mehr wegzudenken.

Die diesjährigen Physiknobelpreise gingen an den Amerikaner Arthur Ashkin, den Franzosen Gérard Mourou und die Kanadierin Donna Strickland. Die Erfindungen der diesjährigen Preisträger haben die fast 60 Jahre alte Lasertechnik revolutioniert. So begründete die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm ihre Entscheidung.

In den Medien war von einer "optischen Pinzette" die Rede. Dass man mit Licht kleinste Objekte bewegen kann, weiß man schon lange, es fehlte lediglich die Präzision. Arthur Ashkin hat nun eine Lasertechnik entwickelt, mit deren Hilfe man kleinste Dinge wie Moleküle, Viren und Bakterien gezielt ergreifen und transportieren kann. Es lassen sich sogar winzigste Kräfte innerhalb von lebenden Zellen messen. Damit eröffneten sich neue Möglichkeiten. Donna Strickland und Gérard Mourou haben eine Technik erfunden, mit deren Hilfe man ultrakurze und äußerst intensive Laserimpulse aussenden kann. Diese Methode nennt sich CPA (chirped pulse amplification), sie hat neue Forschungsfelder eröffnet und zu Anwendungen sowohl in der Industrie als auch in der Medizin geführt.

Arthur Ashkin ist mit 96 Jahren der älteste Mensch, der jemals den Nobelpreis bekommen hat. Donna Strickland ist die dritte Frau, die in der fast 120 Jahre langen Geschichte der Nobelpreise den Physiknobelpreis erhalten hat. Vor ihr ist das nur der Polin Marie Curie (1903) und der Deutschen Maria Goeppert-Mayer (1963) gelungen.

Helden der Wissenschaft:
Max Planck
(1858-1947) entdeckte den Quantensprung, das Allerkleinste, was die Natur an Energie zu bieten hat. In der Folge versuchte er mehrfach, seine eigene bahnbrechende Theorie zu widerlegen, was ihm nicht gelang.