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Atomarer Fingerabdruck
Max von Laue löste mit einem Experiment gleich zwei Probleme: Er erklärte die Natur der Röntgenstrahlen und legte den Grundstein für ein Verfahren, mit dem sich der atomare Aufbau der Materie bestimmen lässt.
Max von Laue kam im Oktober 1912 nach Zürich und trat hier an der Universität die erste Professur seiner wissenschaftlichen Karriere an. Diese Karriere hatte kurz vorher in München tüchtig Rückenwind erhalten: Dort führte von Laue im Frühling desselben Jahres die bahnbrechenden Experimente durch, die ihn in der Physik-Welt berühmt machten und ihm innerhalb von zwei Jahren, 1914, den Nobelpreis einbrachten.
Mit den legendären Münchner Experimenten löste der Mathematiker und Physiker zwei wissenschaftliche Probleme, an denen sich die Forscher am Anfang des 20. Jahrhunderts die Zähne ausbissen, auf einen Schlag: Er erklärte die Natur der Röntgenstrahlen, in dem er zeigte, dass sie wie Licht elektromagnetische Wellen sind. Und er ermöglichte ganz neue Einblicke in den atomaren Aufbau der Materie.
Im bahnbrechenden Experiment schickte von Laue im Frühjahr 1912 Röntgenstrahlen durch einen blauen Kupfersulfat-Kristall. Auf einer, hinter dem Kristall angebrachten Fotoplatte wurde danach sichtbar, wonach die Wissenschaftswelt lange gesucht hatte. Denn um den Hauptstrahl des Röntgenlichts, der als grosser dunkler Punkt auf der Platte zu sehen war, bildete sich ein Muster von wesentlich kleineren, mal stärkeren, mal schwächeren Punkten. Sie stammten von Röntgenstrahlen, die – ähnlich wie sichtbares Licht an einem Prisma – an den Atomen des Kristalls abgelenkt wurden. Damit war klar, dass es sich dabei um sehr kurzwelliges Licht handelt.
Aber nicht nur das: Auf Grund von von Laues Erkenntnis konnten die beiden Briten William und Lawrence Bragg kurz darauf zeigen, dass das Muster, das die vom Kristall abgelenkten Strahlen auf der Fotoplatte hinterliessen, eine Art atomarer Fingerabdruck dieses Kristalls war. Die Analyse dieses spezifischen Musters erlaubte den Forschern präzise Rückschlüsse auf die räumliche Struktur des Kristalls. Max Laues Erkenntnis legte so das Fundament für das Analyseverfahren der Röntgenkristallografie, das heute aus der Forschung in Biologie, Chemie oder Materialwissenschaft nicht mehr wegzudenken ist.
In den zwei Jahren, in denen er in Zürich arbeitete, feilte Max Laue erfolgreich an seiner Theorie weiter. 1914, kurz nachdem er Zürich in Richtung Frankfurt am Main verlassen hatte, wurde ihm der Nobelpreis zugesprochen.