AhA: Warum werden CDs nur einseitig abgespielt?

Die CD unterscheidet sich gar nicht so sehr von der Langspielplatte. Auch sie hat Rillen, auch hier ist die Musik in einer Spirale gespeichert. Dem Auge erscheint die Kunststoffscheibe glatt. Unterm Mikroskop jedoch kommt eine kilometerlange Bahn mit kleinen, eingebrannten Vertiefungen zum Vorschein.

Deutlicher sind die Unterschiede zwischen CD-Player und dem guten alten Plattenspieler. Im CD-Player fährt keine Nadel über die Rille, um mechanische Schwingungen aufzunehmen. Ein Laserstrahl tastet die CD völlig kratzfrei von innen nach außen ab, das von ihm ausgesandte Licht wird an der CD-Oberfläche und an den Vertiefungen reflektiert. Die Plastikscheibe ist mit Aluminium überzogen. Daran spiegelt sich der Strahl und fällt zurück auf einen Photodetektor.

Die Musik auf der CD ist digital gespeichert. Digital heißt: Man braucht nur zwei Symbole und kann damit jede beliebige Zahl darstellen, also auch jede Frequenzamplitude. Mehr braucht man nicht, um Musik zu kodieren. Der Photodetektor muss nur zwischen zwei Werten unterscheiden können. Nennen wir sie gut oder schlecht reflektierend.

„An der Oberfläche der CD wird das Laserlicht fast vollständig reflektiert“, sagt Hans Joachim Eichler vom Institut für Optik der TU Berlin. Also: gut. Anders ist es an den Kanten der eingebrannten Vertiefungen. Die Lichtstrahlen, die auf die normale Oberfläche fallen, und jene, die in eine Rille hinuntergelangen, legen unterschiedlich lange Wege zurück. „Fährt der Laser über eine Kante, überlagern sich diese Strahlen.“ Dabei macht man sich eine besondere Eigenschaft des Laserlichts zunutze und wählt die Rillentiefe gerade so, dass sich die Lichtstrahlen gegenseitig auslöschen, anstatt sich zu verstärken. Der Detektor registriert: schlechte Reflexion.

Das Ablesen der Daten ist raffiniert. Aber nichts spricht dagegen, in beide Seiten der CD Vertiefungen einzubrennen. Genau wie vor 100 Jahren, als man auf die Idee kam, beide Seiten einer Grammophon-Platte zu nutzen, könnte man die Abspielzeit bei CDs so verdoppeln.

Angesichts der vielen anderen Möglichkeiten, die Speicherkapazität zu erhöhen, verzichtet man jedoch meist darauf. Der Abspielprozess würde sonst unnötig verkompliziert. Lieber klebt man zum Beispiel in DVDs mit „Double Layer“ zwei dünne Scheiben aufeinander. Die Rillen liegen dann auf zwei Etagen und können weiterhin von einer Seite aus mit einem Laser abgetastet werden. Die andere bleibt für die Beschriftung frei.

Eine Sammlung der „Aha-Kolumnen“ ist unter dem Titel „Wissenschaft im Strandkorb“ (160 Seiten, 14 Euro 90) im Piper-Verlag erschienen.