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Glosse So schön einfach

 ·  Im Juli 1913 erschien der erste Artikel einer Trilogie, die den Weg zur Quantenphysik ebnen sollte. Der Autor war ein junger dänischer Physiker, der eine neue Sichtweise vom Aufbau der Atome präsentierte. Warum wir noch immer das simple Atommodell von Niels Bohr lieben.

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Vor hundert Jahren befand sich die Welt noch in einem wissenschaftlich-technischen Dornröschenschlaf. Man kannte noch kein Fernsehen oder Radio, und das Telefon steckte noch in den Kinderschuhen. Das Radar, der Transistor, der Laser und der Computer harrten ihrer Entdeckung. Quarks und fast alle Elementarteilchen waren noch gänzlich unbekannt. Und die geladenen Elektronen kreisten noch wie kleine Planeten um den positiv geladenen Atomkern - ohne abzustürzen.

Dieses einfache Bild vom Mikrokosmos mag uns heute recht naiv vorkommen, tatsächlich war das Atommodell, das der dänische Physiker Niels Bohr 1913 in der Juliausgabe des „Philosophical Magazine“ vorstellte, eine physikalische Revolution. Und letztlich der Ausgangspunkt für die Quantentheorie, ohne die viele technische Innovationen, die unsere moderne Kommunikationswelt prägen, nicht möglich gewesen wären. Bohr gehörte wie Albert Einstein und Max Planck zu einer Avantgarde von Forschern, die mit ihren Theorien die etablierten Gedankengebäude der Naturwissenschaften umstürzten. Planck mit der Erkenntnis, dass die Natur Energie nur in Paketen, den Energiequanten, aufnehmen und abgeben kann. Einstein mit seiner These, dass sich nichts schneller ausbreitet als Licht. Und Bohr erklärte, warum Atome stabil sind.

Das Goldene Zeitalter der Physik

Nach der Vorstellung der klassischen Physik, die damals immer noch sehr verbreitet war, sollten die Elektronen auf ihren Kreisbahnen - wie beschleunigte Ladungen im Allgemeinen - kontinuierlich Energie abstrahlen. Dadurch würden sie langsamer und schließlich auf den Atomkern stürzen, was das Ende eines Atoms bedeutet hätte. Bohr postulierte, dass es den Elektronen auf bestimmten Bahnen, die definierte Energien besitzen, möglich sein sollte, zu kreisen, ohne Energie abzustrahlen. Nur beim Wechsel auf eine höhere oder niedrigere Bahn würden die Teilchen Energie aufnehmen oder abgeben - allerdings immer nur portionsweise. Damit war der erste Schritt zur Quantenphysik getan, die die Schüler Bohrs, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger und Wolfgang Pauli, zur Blüte bringen sollten.

Schönheit überlebt Halbwertszeit

Das einfache Bohrsche Atommodell hatte wissenschaftlich gesehen keine lange Halbwertszeit, zu simpel waren - aus heutiger Sicht - die Annahmen des genialen dänischen Physikers. Heute bestimmen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten und komplizierte Effekte der Quantenelektrodynamik die Vorgänge in der Atomhülle. Und dennoch sehen wir auch heute nur bunte Kugeln vor unserem inneren Auge kreisen, wenn wir an das Atom denken. Schönheit siegt.

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10.07.2013, 17:00 Uhr

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