NOBELPREISE Zu einfach
Nein, »überrascht« habe ihn der Anruf um 11.40 Uhr aus Stockholm nicht - »seit fünf Jahren«, strahlte Gerd Binnig, »habe ich mich an diesen Gedanken gewöhnt«. Kollegen lachten, Champagnergläser klirrten, der kecke Würdenträger drehte, vor den Kameras des Fernsehens, auf den Hacken und tauchte mit seinem Co-Preisträger, dem Schweizer Heinrich Rohrer, zurück in den Feiertrubel am Rüschlikoner IBM-Forschungslaboratorium.
»Sehr merkwürdig«, entfuhr es dem Dritten im Preisbunde, Ernst Ruska, als seine aufgeregte Schwarzwald-Wirtin vom »Hebelhof« in Hertingen mit der Botschaft herausplatzte: »Herr Professor, Herr Professor«, schallte es dem alten Herrn, der gerade von der Badeärztin kam, auf der Hoteltreppe entgegen, »Sie haben den Nobelpreis gewonnen!«
Was wie eine Kitsch-Szene um den Schwarzwaldklinik-Professor Brinkmann anmutete, fügte das Stockholmer Nobelpreis-Komitee am Mittwoch letzter Woche. Galten bislang zwei Jahrzehnte zwischen preiswürdiger Entdeckung und der Ehrung in Stockholm als gutes Schwedenmaß, so erreichte diesmal die Frist eine neue Rekordmarke: 55 Jahre nach seiner Entwicklung des »Elektronenmikroskops« wurde der 79jährige Ruska geehrt - er verdankt die Krönung aus Stockholm letztlich robuster Gesundheit.
Dem gebürtigen Frankfurter Binnig, 39, und seinem 53jährigen IBM-Kollegen Rohrer dagegen wurde die Nobel-Würde nach der atemberaubend kurz anmutenden Frist von fünf Jahren zuteil. Und noch ein Novum bescherte das diesjährige Physikpreis-Votum: Erstmals teilen Forscher-Enkel den mit 580000 Mark dotierten Preis mit ihrem wissenschaftlichen Großvater.
Als »eine der wichtigsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts« würdigte der Stockholmer Juror und Physik-Professor Sven Johansson letzte Woche Ruskas Elektronenmikroskop - eine Wertschätzung, die Kollegen seit Jahrzehnten teilen. Kein Biologie-, Chemie-, Kriminal-, Medizin- oder Werkstofflabor der Welt, das sich nicht der Ruska-Erfindung bediente. In den 50er Jahren noch als »Über-Mikroskop« bestaunt, ist die elektronische Lupe des gebürtigen Heidelbergers, wie der Geehrte selbst sagt, längst ein »alter Hut«, heute so »selbstverständlich wie ein Automobil«.
Eine erste Ausführung seiner Jahrhundert-Erfindung hatte Ruska 1931, als 24jähriger Student, an der Technischen Hochschule Berlin-Charlottenburg gebaut. Das Prinzip des Elektronenmikroskops blieb seither unverändert: Statt Licht »beleuchten« Elektronenstrahlen die Objekte. Und wo gewöhnlich Linsen aus poliertem Glas das vom Objekt zurückgeworfene Licht sammeln, bündeln beim Elektronenmikroskop Magnetfelder die vom Anschauungsobjekt reflektierten (negativ geladenen) elektrischen Teilchen.
Taugte die erste Ruska-Lupe nur zu 17facher Vergrößerung, so erschloß der Tüftler schon mit seinem zweiten, 1933 _(Links: An seinem Elektronenmikroskop. )
entwickelten Apparat einen bis dahin nie gesehenen Mikrokosmos: Mit 12000facher Vergrößerung enthüllte das Gerät Strukturen, die Lichtmikroskopen verschlossen sind - einfach deshalb, weil die klassischen Lupen nur sichtbar machen können, was die Wellenlänge des Lichtes eben noch voneinander zu trennen vermag. Die Elektronen aber, ihrer seltsamen Zwitter-Natur nach sowohl Teilchen als auch Welle, bestrahlen die Objekte mit ungleich kürzeren Wellenlängen.
Inzwischen wurde das Ruska-Mikroskop mit seinen scharf gebündelten, energiereichen Elektronenstrahlen zur Perfektion verfeinert. Und doch, das bewiesen 1981 die IBM-Forscher Rohrer und Binnig, barg das Elektronen-Prinzip noch unerschlossene Möglichkeiten - die beiden Physiker nutzten dabei eine Eigenschaft der Elektronen, die nach den klassischen Physikgesetzen gar nicht vorkommen dürfte: Die »Tunnelung« von Elektronen, die Rohrers und Binnigs Instrument zugrunde liegt, ist - laut Physik-Lehrbuch - »verboten«.
Der Trick war wohl »zu einfach«, versuchte Binnig die jahrelange Skepsis von Physiker-Kollegen gegen die IBM-Erfindung zu erklären. »Wir wurden für verrückt erklärt«, meint der seit 1978 am IBM-Labor in Rüschlikon bei Zürich forschende Frankfurter: »Niemand hielt mehr für möglich, daß eine so relativ einfache Erfindung auch noch gut sein könnte.«
Während der letzten Jahre wurde klar, welch bahnbrechende Entwicklung den beiden gelungen war: Das »Scanning Tunneling Microscope« von Binnig und Rohrer eröffnet der Erforschung des Kleinen und Kleinsten buchstäblich neue Dimensionen: *___Physiker und Werkstoffkundler gewinnen dreidimensionale ____Bilder von Werkstoffoberflächen, auf denen jedes Atom, ____seine Lage im Atomverbund sowie seine Abstände zu den ____Nachbarn zu erkennen sind. *___Chemiker können etwa die Oberflächen von Katalysatoren ____wie Platin untersuchen und ergründen, welche ____Besonderheiten diese Flächen befähigen, chemische ____Reaktionen zu fördern. *___Biologen und Biochemiker hoffen, Lebensmoleküle, Zellen ____und Viren endlich in natürlichem Zustand durchleuchten ____zu können - Aufnahmen, die mit Elektronenmikroskopen ____nicht möglich sind, weil lebende Organismen das ____Elektronenbombardement nicht aushalten.
In einer Zeit, in der Forscher und Ministerien Hunderte von Millionen Mark als gerade angemessen für ordentliche Wissenschaft empfinden, genügten Rohrer und Binnig lumpige 200000 Mark, um ihrer genialen Idee Gestalt zu geben. 1978, in Frankfurt, hatten Binnig und Rohrer ihren Plan ausgeheckt. Rohrer,
damals schon Forscher am Labor des Computergiganten IBM in Rüschlikon, lockte den gerade promovierten Physik-Doktor Binnig nach Zürich - drei Jahre später war das »Raster-Tunnel-Mikroskop« geboren.
In mehreren Schritten war das IBM-Duo ans Ziel gelangt. Zunächst ersannen die beiden Physiker eine äußerst listig, »Laus« getaufte Vorrichtung, die in Schrittweiten von weniger als einem Atomdurchmesser über das Objekt zu kriechen - es zu »rastern« - vermag.
In der »Laus« sitzt, wie der Stachel eines Insekts, eine Sonde - Kernstück des Rüschlikon-Mikroskops, der Funktion nach vergleichbar dem Saphir eines Plattenspielers. Allerdings schwebt der Raster-Stachel berührungsfrei, im Abstand von wenigen Atomdurchmessern über dem zu betrachtenden Objekt.
Der hauchfeine Abstand zwischen »Nadel« und Probe ist das eigentliche Geheimnis der Rüschlikon-Erfindung - beruhend auf jenem »verbotenen«, 1928 von dem amerikanischen Physiker George Gamow vorausgesagten »Tunnel«-Effekt: Nähern sich zwei Körper mit unterschiedlicher elektrischer Ladung auf eine derart geringe Distanz, so überspringen ("tunneln") Elektronen die Lücke, ein Strom fließt.
Dieser »Tunnelstrom« schlägt, wenn sich der Abstand zwischen »Nadel« und Objekt ändert, heftig aus. Wird aber der Tunnelstrom so gesteuert, daß er stets konstant bleibt, dann muß die Sonde der sanften Gewalt weichen: Sie fährt in jedes »Tal«, steigt über jeden »Berg« und zeichnet so ein getreues Relief der Probe - mit einer schier unvorstellbaren Präzision: Noch Einzelheiten von weniger als einem Atomdurchmesser sind auf den Reliefbildern, die das Raster-Tunnel-Mikroskop liefert, zu erkennen.
Der geniale Erfinder-Streich und die Nobel-Würden aus Stockholm entzückten Bonns Forschungsminister Heinz Riesenhuber. Die Preisverleihung, schallte es aus Bonn, sei ein »weiteres Signal, daß es mit der deutschen Wissenschaft wieder aufwärtsgeht« - die Wende im Tunnel. Erst im letzten Jahr hatte der Stuttgarter Klaus von Klitzing den Physik-Nobelpreis eingeheimst, und nun standen wieder zwei »deutsche Wissenschaftler« auf der Ehrenliste: »Der Leistungswille«, schwärmte Riesenhuber, »macht sich wieder bemerkbar.«
Den Preisträger Ruska kann Riesenhuber nicht gemeint haben. Als der emeritierte Berliner Professor seine bahnbrechende Erfindung machte, wußte nicht einmal Riesenhubers Mutter um ihren künftigen Sproß (Jahrgang 1935).
Der andere Nobel-Deutsche, Physiker Binnig, lernte sein Handwerk an der damals »linken« Frankfurter Universität und trat dann sogleich in IBM-Dienste - nicht unter dem Bonner, sondern unter dem Wahlspruch des IBM-Gründers Thomas John Watson: »Think.«
Links: An seinem Elektronenmikroskop.