Der Vater des Lasers

© Foto | Frederic Neema

Der Physiker Charles Hard Townes gilt als Wegbereiter des Lasers. Am 27. Januar ist der Wissenschaftler und Nobelpreisträger im Alter von 99 Jahren gestorben.

Der Laser ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken: Ob in der Medizin, in der Telekommunikation, in der Industrie oder in der Forschung – überall kommen die gebündelten Lichtstrahlen zum Einsatz. Als wichtiger Wegbereiter gilt der Physiker Charles Hard Townes. Am 27. Januar ist er in Oakland, Kalifornien, gestorben. Sein ganzes Leben hat er sicher der Wissenschaft verschrieben und arbeitete bis ins hohe Alter.

Interview mit dem Nobelpreisträger

Wir hatten das Glück, dass wir mit ihm vor fünf Jahren anlässlich des 50. Geburtstag des Lasers sprechen konnten. Im Interview in der Laser Community im Herbst 2010 sagte er noch:„Ich betreibe Forschung und das ist Vergnügen, keine Arbeit.“ Lesen Sie hier das ganze Interview.

Ein Leben für die Wissenschaft

Am 28. Juli 1915 erblickte Charles Hard Townes in Greenville, einem kleinen Städtchen im US-Bundesstaat South Carolina, das Licht der Welt. Dort begann der Anwaltssohn an der Furman University sein Physikstudium, das er nach seinem Bachelorabschluss an der Duke University in Durham, North Carolina, fortsetzte.

Im Rahmen seiner Arbeit mit Radarsystemen beschäftigte sich Townes zum ersten Mal mit der Mikrowellen­technologie.

Nach dem Masterabschluss folgte 1939 die Promotion am California Institute of Technology in Pasadena, nahe Los Angeles. Sein Thema: Isotopentrennung und Kernspin. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er an den Bell Telephone Laboratories in New York und New Jersey. Sein Schwerpunkt dort: Radarsysteme. Im Rahmen seiner Arbeit beschäftigte sich Townes zum ersten Mal mit der Mikrowellentechnologie – ein entscheidender Meilenstein auf dem Weg zu seiner wichtigsten Erfindung.

Erfindung auf der Parkbank

1948 bekam er eine Stelle an der Columbia University in New York, wo er als Professor für Physik seine Forschung zu Mikrowellenphysik fortsetzte und die Wechselwirkung von Mikrowellen und Molekülen untersuchte.

Die Eingabe für seine bedeutendste Erfindung hatte er im April 1951 auf einer Parkbank des Franklin Parks in der US-Hauptstadt Washington. In den frühen Morgenstunden unter blühenden Azaleen, so schildert es Townes in seinen Erinnerungen, notierte er die entscheidende Idee wie sich Mikrowellen gezielt verstärken lassen auf der Rückseite eines Briefumschlags.

Drei Jahre nach diesem Heureka-Moment präsentierte er 1954 eine Apparatur mit der sich Mikrowellen erzeugen und verstärken ließen. Townes nannte sie Maser – das Akronym für Microwave Amplification by Simulated Emission of Radiation (Mikrowellenverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung). Zusammen mit seinem Schwager Arthur Schawlow entwickelte er 1958 daraus die Idee, dass sich mit dieser Methode auch Licht verstärken lässt.

Dem MASER folgte die Idee zum LASER – wenn auch der erste Strahl noch auf sich warten ließ

Allerdings blieb es bei diesem theoretischen Konzept. Den ersten funktionierenden Laser der Welt baute ein anderer: Theodore H. Maiman und sein Team erzeugten am 16. Mai 1960 in einem Kalifornischen Labor mit einem Rubinlaser den ersten Laserstrahl. Für seine wichtige Pionierleistung auf diesem Gebiet wurde Townes trotzdem ausgezeichnet: 1964 bekam er den Nobelpreis für Physik.

Vom Laser zu den Sternen

Zu diesem Zeitpunkt hatte sich Townes bereits einem anderen Thema zugewandt: Der Astronomie. Zusammen mit seinen Kollegen gelang es ihm erstmals, komplexe Moleküle in der interstellaren Materie nachzuweisen und die Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße zu bestimmen. Natürlich mit Hilfe der Technik des Masers und des Lasers. Zudem gehörte er verschiedenen Regierungskommissionen an, wie von 1966 bis 1970 als Vorsitzender eines Komitees der Nasa für bemannte Raumfahrt.

Auch nach seiner Emeritierung im Jahr 1984 hörte er nicht auf zu forschen: Bis zuletzt ging er noch täglich in sein Büro an der Berkeley-Universität in Kalifornien, wo er seit 1967 als Professor arbeitete. Townes wäre am 28 Juli 100 Jahre alt geworden.

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