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Theodor Hänsch 70 : Vom Pudding zum Nobelpreis

Theodor Hänsch vor dem Frequenzkamm Bild: dpa

Er ist eine weltweit geachtete Autorität in Sachen Laserspektroskopie und besitzt einen ausgeprägten Spieltrieb. Der Physiker Theodor Hänsch wird an diesem Sonntag siebzig Jahre alt.

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          Er war noch im Gymnasium, da wusste er bereits genau, was er werden wollte: Physikprofessor. Ein Assistent eines ihm bekannten Hochschulprofessors  hatte ihm geholfen, einen selbst gebastelten Geiger-Müller Zähler zu eichen. Da habe er zum ersten Mal gesehen, wie schick ein Labor ist und was man sich als Professor alles leisten kann, das ein Hobbybastler gar nicht bezahlen konnte. „Und da habe ich beschlossen, ich werde Physikprofessor“, sagt Theodor Hänsch.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Ursprünglich wollte er Kernphysiker werden, aber dann zog ihn eine neue Lichtquelle, die Anfang der sechziger Jahre erfunden wurde, in ihren Bann, die ihn den Rest des Lebens nicht mehr loslassen wollte: der Laser. Fast vierzig Jahre später bekam Theodor Hänsch, der eine weltweit geachtete Autorität in Sachen Laserspektroskopie ist, 2005 für eine auf Lasern basierende Technik den Physik-Nobelpreis zuerkannt. Mit seinem Frequenzkamm lassen sich die ultraschnellen Schwingungen von Lichtwellen zählen und Lichtwellenlängen so exakt bestimmen.

          Der Tick mit der Präzision

          Für Ted Hänsch, wie ihn seine Freunde nennen, war der Laser das ideale Werkzeug für Präzisionsmessungen. Er hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Eigenschaften des Wasserstoffatoms möglichst präzise zu bestimmen. In den siebziger Jahren erwarb er sich an der Stanford University in Palo Alto bei dem Laserpionier Arthur Schawlow das Rüstzeug, wo er von 1970 an sechzehn Jahre lang forschte und lehrte. 1986 kehrte er den Vereinigten Staaten den Rücken und ging - zum Teil aus persönlichen Gründen, aber auch wegen der finanziellen Mittel und der experimentellen Möglichkeiten - nach Garching, wo er im Alter von 45 Jahren Direktor des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik wurde.

          Der Prüfstein Wasserstoff

          Hänsch nutzte schon früh die modernsten Verfahren der Laserspektroskopie, um die Energiezustände des aus einem Elektron und einem Proton bestehenden Wasserstoffatoms möglichst präzise vermessen zu können - extremes schmalbandiges Laserlicht, das sich über einen großen Wellenlängenbereich variieren ließ und ausgeklügelte Methoden, die den störenden Einfluss der Bewegung der Atome auf die Spektrallinien ausschalteten. Dank dieser Verfeinerungen hat Hänsch mit seinen Kollegen zunächst in Palo Alto und später in Garching die Frequenz der Spektralinien des Wasserstoffatoms immer genauer gemessen - manche Linien mittlerweile bis auf vierzehn Stellen genau. Die inzwischen erreichte Genauigkeit verblüfft sogar manche Theoretiker, deren Berechnungen mit den Messergebnissen kaum mithalten können. Wegen seiner Passion wird er auch bisweilen scherzhaft Wasserstoff-Hänsch genannt.


          Aus der Frequenz einzelner Linien konnte Hänsch präzise Werte für den Protonenradius oder die Rydbergkonstante, die bei der Berechnung des Wasserstoffspektrums eine zentrale Rolle spielt - ableiten. Die Präzisionsmessungen erlauben zudem einen Test der Theorie der Quantenelektrodynamik. So hat man die sogenannte Lamb-Verschiebung extrem genau gemessen. Dieser Effekt, hervorgerufen durch den Austausch virtueller Teilchen zwischen Elektron und Proton, führt zu einer Verschiebung der Zustände und damit der Spektrallinien.

          Ein Lineal für das Licht

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