Das schönste Experiment aller Zeiten (Physik)
Das schönste Experiment aller Zeiten (Physik) ist ein Superlativ, der 2002 von der englischen Fachzeitschrift für Physik für ein Experiment verliehen wurde, das 1959 in Tübingen erstmals stattgefunden hatte.[1]
Dem damaligen Physik-Doktoranden Claus Jönsson gelang im Rahmen seiner Dissertation, die von Prof. Gottfried Möllenstedt betreut wurde, in den Räumen der so genannten alten Physik in der Nauklerstraße dieses Experiment. Es machte erstmals die Interferenz von Elektronen am Doppelspalt sichtbar - 1802 war das bereits für Lichtteilchen bzw. -wellen gemacht worden - und ist von zentraler Bedeutung für das Verständnis der Quantenmechanik. Dieses Experiment galt lange Zeit als nicht machbar. Es gilt zugleich als ein Pionierwerk der Nanotechnologie.[2]
[..] Es war sicher eine Glück, dass Claus Jönsson dieses Experiment in seiner Doktorarbeit bei Prof. Dr. Möllenstedt angegangen ist. Möllenstedt galt als deutscher Papst und Pionier der Interferometrie und Lithographie mit Elektronen. In seinem Institut war es möglich Feinspalte mit ca 0,5 μm Spaltbreite und Elektronenstrahlen höchster Präzision herzustellen und durch elektrostatische oder magnetische Linsen sehr fein zu fokussieren.
Nur daher konnte Jönsson schon 1959 dieses damals grenzwertige Experiment gelingen. Elektronen galten lange als geladene Kugeln. Erst die Quantenmechanik zeigte, dass sie auch Wellennatur haben. Spektakulär war ein Experiment von Jönsson, bei dem er die Intensität des Elektronenstrahls so erniedrigte, so dass garantiert nur ein Elektron jeweils in der Apparatur war. Dennoch entstand das Interferenzmuster des Doppelspalts. Das eine Elektron musste also gleichzeitig durch beide Spalten gehen, um die Interferenzfigur zu erzeugen.
Nach vielen durchwachten Nächten sah er eines morgens die gesuchten Interferenzstreifen. Er rief als Zeugen einen anderen Doktoranden W. Dietrich, der auch die Nacht durchwacht hatte. Der kam, sah und rief: „Do sen se jo de Stroife.“ (Oder: „Veni, vidi, vici.“ wie es Caesar formuliert hätte. Doch auf Schwäbisch klingt es angemessener.)
Die Top Ten der schönsten Physik-Experimente von 2002
Absteigend nach Anzahl der Stimmen - eine demokratische Wahl unter Fachleuten - wurden gewählt:
- Das Doppelspaltexperiment mit Elektronen. (Claus Jönsson, 1959 Tübingen).
- Galileo´s Experiment der fallenden Körper. (Galileo Galilei, um 1600 Padua und Pisa.)
- Millikan´s Öltröpfchen-Experiment zur Bestimmung der Elementarladung. (Robert Andrews Millikan, 1910, Pasadena).
- Newton´s Zerlegung des Sonnenlichts in die Spektralfarben des Regenbogens mit einem Prisma (Isaak Newton um 1666, Cambridge und London).
- Young´s Interferenz-Experiment mit Licht (Thomas Young um 1800 , London).
- Cavendish´s Torsions-Experiment zur Messung der Erdmasse und der Gravitationskonstanten (Henry Cavendish, um 1797, London.).
- Eratosthenes´s Messung des Erdumfangs (Eratosthenes, dritter Direktor der Bibliothek in Alexandria, um 220 vor Christus.).
- Galileo´s Experiment mit rollenden Kugeln auf schiefer Ebene (Galileo Galilei um 1600 Padua).
- Rutherford´s Entdeckung des Atomkerns mit dem Geiger-Marsden-Experiment mit Alpha-Teilchen-Streuung am Atom. (Ernest Rutherford 1911, Manchester).
- Foucault-Pendel zum Nachweis der Rotation der Erde (Léon Foucault, 1851 Paris).
Literatur
• Amand Fäßler / Claus Jönsson (Hg.): Die Top Ten der schönsten physikalischen Experimente (ISBN 3-499-61628-9)
