Wie der Laser zur Alltagstechnik wird

Wunderlampe aus dem Quantenland

Mit ultrakurzen Lichtblitzen untersuchen Physiker das Verhalten von Atomen und Molekülen. Bild vergrößern
Mit ultrakurzen Lichtblitzen untersuchen Physiker das Verhalten von Atomen und Molekülen.

Ort des Geschehens: ein Labor der Hughes Aircraft Company in der kalifornischen Stadt Culver. Am 16. Mai 1960 lässt dort der amerikanische Physiker Theodore Maiman eine spiralförmige Gasentladungslampe aufblitzen. In ihr steckt ein stabförmiger Rubinkristall, dessen Enden verspiegelt sind. Das Blitzlicht löst in dem Rubin den ersten Laserpuls der Welt aus. Maiman konnte bald erstaunten Pressevertretern mit einem verbesserten Rubinlaser kräftige rote Laserblitze vorführen. Von ihm hörten die Reporter auch zum ersten Mal das Kunstwort „Laser“ – es steht für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, auf Deutsch „Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung”. Das neue Wort war bald in aller Munde. Es war mindestens so cool wie Astronaut.

Doch die Laserpioniere mussten damals auch viel Spott einstecken. Der amerikanische Physiker Charles Townes berichtet, wie seine Kollegen ihn gerne aufzogen. Der Laser sei zwar eine tolle Idee, sagten sie, aber eine Lösung, die noch ihr Problem suche. Trotzdem – 1964 bekam Townes zusammen mit den Russen Nicolai Basow und Aleksandr Mikhailowitsch Prokhorow den Nobelpreis für Physik. Alle Drei gelten als Väter des Laserprinzips.

Heute zählen Laser zu den wichtigsten Schlüsseltechnologien. Sie befeuern die Glasfasernetze der Telekommunikation und machen dem Internet per Lichtpost Beine. Ohne sie wäre das Saugen großer Musik-, Video- oder Spieledateien unmöglich. Laserdioden lesen und beschreiben die Silberscheiben in CD- oder DVD-Geräten. Laserscanner lesen beim Kassieren Preisschilder, und Polizisten messen mit Laserpistolen die Geschwindigkeit von Autos. Starke Gaslaser schneiden in der Industrie Bleche, helfen beim Formen, Biegen, Härten oder Beschichten von Werkstoffen. In der Medizin messen sie die Blutzirkulation, machen als Lichtskalpelle blutstillende Schnitte oder reparieren fehlsichtige Augen. Laser spüren in der Atmosphäre umweltschädliche Gase auf. In großen Schiffen oder Flugzeugen haben ringförmige Lasersysteme den Kreiselkompass ersetzt. Mit solchen Ringlasern messen Geophysiker auch kleinste Änderungen der Erdrotation.

In der Grundlagenforschung spielen Laser eine zentrale Rolle. Physiker schauen mit den stärksten Laseranlagen der Welt immer tiefer in die Materie hinein und verschmelzen damit sogar Atomkerne. Mit schwächerem Laserlicht bremsen sie die Wärmebewegung der umherflitzenden Atome ab. Sie kühlen so die Atome bis fast auf den absoluten Temperaturnullpunkt hinunter und machen mit ihnen faszinierende Quantenexperimente. Sogar den schnellen Tanz der Atome und Moleküle in chemischen Reaktionen können ultrakurze Laserblitze erforschen.

Der erste Rubinlaser. Bild vergrößern
Der erste Rubinlaser.
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