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Charles Townes: Laser-Erfinder mit 99 Jahren gestorben

Er hat die Grundlagen geschaffen für den Laser: der US-Physiker Charles Townes. Er ist im Alter von 99 Jahren in Kalifornien gestorben.

Artikel veröffentlicht am ,
Charles Townes (2014)
Charles Townes (2014) (Bild: Elena Zhukova)

Seine Erfindung liest Musik und Filme aus, überträgt Daten, schneidet Fleisch, Holz oder Kunststoff, wird für sehr genaue Messungen eingesetzt: Charles Townes hat in den 1950er Jahren die theoretischen Grundlagen für den Laser gelegt. Townes ist am 27. Januar 2015 im Alter von 99 Jahren gestorben.

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Charles Hard Townes wurde am 28. Juli 1915 in Greenville im US-Bundesstaat South Carolina geboren. Er studierte Physik an der Furman University in Greenville und an der Duke University in Durham im Bundesstaat North Carolina. Anschließend promovierte er am California Institute of Technology über Isotopentrennung und Kernspin.

Townes arbeitet in den Bell Labs

Weil er nach der Promotion keinen Lehrauftrag an einer Universität bekam, arbeitete er von 1939 bis 1947 an den Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) in New York und New Jersey, wo er sich unter anderem mit Radar beschäftigte. Es sei die Kombination aus seiner Ausbildung in Physik und seiner Arbeit an Mikrowellentechnologie in den Bell Labs, die zu seinen späteren Entwicklungen geführt habe, sagte Townes später.

1948 bekam er eine Stelle an der Columbia University in New York. Dort forschte er weiter an Mikrowellen. Er untersuchte die Wechselwirkung von Mikrowellen mit Molekülen. 1951, bei einem Aufenthalt in der US-Hauptstadt Washington, hatte er eine Eingebung, wie er einen reinen Strahl aus kurzwelligem, hochfrequentem Licht erzeugen könne. Er habe im Frühling auf einer Parkbank unter blühenden Azaleen gesessen, beschreibt es die Berkeley-Universität.

Wie lassen sich angeregte Atome einfangen?

Albert Einstein hatte 1917 die Theorie aufgestellt, dass Licht mit der richtigen Wellenlänge ein angeregtes Atom stimulieren könne, Licht der gleichen Wellenlänge zu emittieren und es dadurch zu verstärken. Townes schlug sich mit der Frage herum, wie sich ein Gas aus angeregten Atomen einsperren lasse, um zu verhindern, dass die Atome in alle Richtungen fliegen.

Auf der Parkbank fiel ihm die Lösung ein, wie sich angeregte von nicht angeregten Molekülen trennen und in einem Resonanzraum speichern lassen. Wenn eine Mikrowelle die Moleküle trifft, werden diese dazu angeregt, kohärente Mikrowellen abzugeben. Es sei wie eine Offenbarung gewesen, und Townes habe geglaubt, sie habe einer religiösen Offenbarung geähnelt. Das Ergebnis war der erste Ammoniak-Maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Mikrowellenverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung), den er zusammen mit seinen Studenten 1954 fertigstellte.

Auch Licht lässt sich verstärken

1958 entwickelte er zusammen mit seinem Schwager Arthur Schawlow die Idee, auf diese Weise auch Licht zu verstärken. Seine Berufung zum Forschungsleiter des Institute for Defense Analyses verhinderte aber, dass er das Konzept selbst umsetzen konnte. Den ersten optischen Maser, später Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung) genannt, baute deshalb 1960 Theodore Maiman.

Für seine Arbeit erhielt Townes 1964 den Nobelpreis für Physik, zusammen mit Nikolai Gennadijewitsch Bassow und Alexander Michailowitsch Prochorow. Die beiden sowjetischen Physiker hatten unabhängig von Townes ebenfalls an einem Maser gearbeitet.

Laser findet komplexe Moleküle im All

Townes wandte sich später der Astronomie zu. So gelang es ihm zusammen mit anderen Wissenschaftlern, mit Hilfe von Lasern zum ersten Mal komplexe Moleküle im interstellaren Raum nachzuweisen sowie die Masse des schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße zu bestimmen. Zudem gehörte er diversen Regierungskommissionen an. So war er zum Beispiel von 1966 bis 1970 Vorsitzender eines Komitees der Nasa für die bemannte Raumfahrt. In den 1980er Jahren setzte er sich für Rüstungskontrolle ein.

Townes arbeitete bis zuletzt: Bis im vergangenen Jahr ging er noch jeden Tag in sein Büro an der Berkeley-Universität. Er starb am 27. Januar 2015 nach Angaben der Berkeley-Universität auf dem Weg ins Krankenhaus. Townes wäre am 28. Juli 100 Jahre alt geworden.

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iogbg 29. Jan 2015

Wow, das war flott! :)

GrannyStylez 29. Jan 2015

Made my day!

[gelöscht] 28. Jan 2015


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