Gesundheit: „Ein Junge, der gern spielt“

Als Theodor Hänsch vor wenigen Jahren seinen 60sten Geburtstag feierte – natürlich mit einem physikalischen Symposium –, wurde ein Nobelpreisträger-Treffen daraus. Aus den USA und Frankreich kamen Norman F. Ramsey (Physik-Nobelpreis 1989), Claude Cohen-Tannoudji (1997) und Steven Chu (1997) nach München, zudem Carl Wieman (2001) und Wolfgang Ketterle (2001). Als Geschenk brachten sie die Botschaft mit, dass Theodor Hänsch längst einer von ihnen war, dass sie selbst nicht dort angekommen wären, wo sie heute stehen, wenn er sie nicht mit seinen Ideen beflügelt hätte.

Man kann sich kaum einen würdigeren Nobelpreisträger vorstellen als den Laserphysiker Theodor Hänsch. Der 1941 in Heidelberg geborene Hänsch ist ein Tüftler von Kindesbeinen an. Wenn man ihn fragt, wie er zur Physik gekommen sei, erzählt er, dass er schon in der elterlichen Küche mit der Gasflamme spielte und fasziniert beobachtete, wie Salze die Farbe der Flamme veränderten. Diese Freude am Experimentieren hat er sich bis heute bewahrt. In seinem Labor in München sieht man den Professor der Ludwig-Maximilians-Universität und Direktor des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik auch am Wochenende mit erstaunlichen Dingen hantieren.

Zum Beispiel baut er einen kleinen Käfig, in dem er geladene Teilchen (Ionen) gefangen hält. Aber statt teurem Gerät benutzt er Büroklammern als Elektroden und hat seinen Spaß dabei, das Ganze in einem Film festzuhalten. „Irgendwie ist er immer noch der Junge, der gerne spielt“, sagt Herbert Walther, emeritierter Direktor am MPI für Quantenoptik. Nur dass Hänsch seine Ideen überall in der Spitzenforschung einbringt: Er hat es zusammen mit Kollegen geschafft, den ersten kontinuierlichen Atomlaserstrahl zu erzeugen, die Zeitmessung noch präziser zu machen, er schickt sich an, wie mit einem Stroboskop ins Innenleben von Atomen hineinzuschauen und auch ihre Gegenwelt, die Antimaterie, zu durchleuchten. Ein Tausendsassa.

Walther bewegte Theodor Hänsch vor fast 20 Jahren dazu, nach Deutschland zurückzukommen. „Wer als Deutscher einen Nobelpreis bekommt, der forscht in der Regel schon lange in den USA“, sagt er. Junge Wissenschaftler finden dort oft bessere Arbeitsbedingungen vor. Für den Physiker Horst Störmer (1998 geehrt) und andere spätere Nobelpreisträger war dies ein Grund, einen Lehrstuhl an einer deutschen Uni abzulehnen.

Auch Hänsch zog es nach dem Studium in Heidelberg, wo er an der Entwicklung der ersten Laser mitwirkte, in die USA. 16 Jahre blieb er an der Stanford-Universität in Kalifornien, wo er im Jahr 1973 zu „Kaliforniens Wissenschaftler des Jahres“ ernannt wurde. Die Silicon-Valley-Atmosphäre inspirierte ihn, der Apple-Gründer Steve Jobs war einer seiner Schüler. Es verging kein Monat, in dem Hänsch seine Kollegen nicht mit neuen Gedanken überraschte.

Zu jener Zeit entdeckte er zusammen mit Arthur L. Schawlow, dass sich Atome mit Laserlicht kühlen lassen. Ein erstaunlicher Befund, denkt man doch, dass jede Energiezufuhr ein Atom erwärmen sollte. Doch wenn ein Atom einem Lichtstrahl entgegenrast und Licht aufnimmt, kann sich seine Geschwindigkeit um Millimeter pro Sekunde ändern: Es wird von dem eintreffenden Licht abgebremst, sendet seinerseits spontan wieder ein Lichtteilchen in irgendeine Richtung aus und erhält einen erneuten Rückstoß. In jeder Sekunde kann es millionenfach Licht absorbieren und wieder abgeben. Ein Atom, das sich mit Überschalltempo bewegt, lässt sich auf diese Weise in weniger als einer Zehntelsekunde auf Schrittgeschwindigkeit bremsen.

Hänschs Arbeiten hierzu waren wegweisend für die Tieftemperaturphysik, ohne sie wäre die Entdeckung der Bose-Einstein-Kondensate, eines neuen Zustands der Materie bei extremer Kälte, schwer denkbar. Doch als dieses Gebiet zuerst 1997, dann 2001 mit Nobelpreisen bedacht wurde, überging das Komitee den enttäuschten Deutschen.

Jahre später sitzt er überglücklich als soeben gewählter Preisträger in seinem Münchner Büro. „Jetzt versuch’ ich mich erst einmal an den Gedanken zu gewöhnen“, sagt er zwischen Champagner und dem Abflug nach San Francisco, wo er bis Ende des Monats wieder einmal mit Forschern Ideen austauschen will.

Eine seiner bedeutendsten Entdeckungen, für die er nun geehrt wird, geht ebenfalls auf die Zeit in den USA zurück. Hänsch bemüht sich seit den 70er Jahren darum, die Schwingungen des Lichts präzise zu messen. Je nach Farbe schwingt Licht unterschiedlich schnell, blaues Licht schneller als rotes, aber selbst letzteres unvorstellbar rasch: Hunderte von Billionen Schwingungen pro Sekunde. Könnte man die Frequenzen genau bestimmen, so ließe sich das Lichtspektrum ähnlich nutzen wie Radiofrequenzen. Während jedoch Frequenzspannen, wie sie bei den UMTS-Lizenzen teuer versteigert wurden, sehr klein sind, bietet Licht eine viel größere Marge für die Kommunikationstechnik.

Hänsch waren solche Frequenzmessungen in Stanford nur für einen Teil des gelben Lichts gelungen. Inzwischen bestimmt er beliebige Frequenzen mit einem handlichen Gerät, einem Frequenzkammgenerator, nicht größer als ein Schuhkarton. Darin wird ein sehr kurzer Laserstrahl in schneller Abfolge durch eine Quarzfaser geschickt und das Laserlicht wie durch ein Prisma in all seine Regenbogenfarben aufgefächert. Das Spektrum besteht aber, anders als weißes Licht, aus Hunderttausenden von Linien, deren Frequenz Hänsch aufgrund der Lasereigenschaften ermitteln kann.

Hänsch hat das Licht gebändigt, seine Firma Menlo Systems mischt in der Nachrichtentechnik mit. Er selbst wird Grundlagenforscher bleiben. Und Bastler.