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Nobelpreis für Physik 2009: Es werde Licht!

Astronomie|Physik

Nobelpreis für Physik 2009: Es werde Licht!
Drei Wissenschaftler teilen sich in diesem Jahr den Nobelpreis für Physik: Für seine Leistungen für die Entwicklung von Glasfaserkabeln wird der chinesische Wissenschaftler Charles Charles Kuen Kao mit dem begehrtesten aller Wissenschaftspreise ausgezeichnet. Die andere Hälfte des Preisgeldes von 10 Millionen Schwedischer Kronen (umgerechnet etwa eine Million Euro) teilen sich die beiden Amerikaner Willard Sterling Boyle und George Elwood Smith für die Erfindung des CCD-Sensors ? jenes Chips, der heute das Herzstück in jeder Digitalkamera bildet. Das teilt Königliche Akademie der Wissenschaften in Stockholm mit.

Etwa eine Milliarde Kilometer Glasfaserkabel sind heute auf der Erde verlegt: Zusammengenommen könnten sie insgesamt etwa 25.000-mal den Erdball umspannen ? und jede Stunde kommen Tausende neuer Kilometer hinzu. Möglich wurde diese Technologie durch die Arbeit von Charles Kuen Kao, einem 1933 in Shanghai geborenen Physiker: Der Wissenschaftler berechnete 1966, ein Jahr nach seiner Promotion am Imperial College in London, wie Licht in optischen Fasern über große Entfernungen ohne große Verluste geleitet werden kann.

Während mit bisherigen Fasern lediglich Entfernungen von höchstens 20 Metern überbrückt werden konnten, war nun ein Transport von Informationen über Entfernungen von 100 Kilometern und mehr denkbar. Kaos Enthusiasmus habe andere Forscher angesteckt, an einer Glasfasertechnologie zu arbeiten, heißt es in einer Erklärung der Akademie. Tatsächlich wurden bereits 1970 die ersten Glasfaserkabel aus hochreinen Materialien hergestellt.

Um die elektronische Vermittlung von Information geht es auch in der zweiten Auszeichnung, die an Willard Sterling Boyle und George Elwood Smith geht: Die beiden Wissenschaftler hatten 1969 an den Bell Laboratories in Murray Hill den CCD-Chip erfunden. Die Abkürzung steht für Charge Coupled Device und steht für ein Bauteil, das Photoeffekt ausnutzt. Dabei löst ein Photon beim Auftreffen auf ein Material ein Elektron aus seiner Bindung und erzeugt so ein elektrisches Signal ? ein Konzept, das Albert Einstein bereits 1905 theoretisch vorhergesagt hatte und für das er 1929 selbst den Nobelpreis erhielt.

Die Arbeit von Boyle und Smith bestand nun in der Konstruktion eines Bauteils, mit dem eine große Zahl solcher Signale räumlich als Bildpunkt aufgelöst erfasst werden kann. Fand der so entstandene CCD-Chip fand zunächst vor allem in Nischenprodukten Anwendung, erlebte er in den vergangenen zwei Jahrzehnten einen Aufstieg zum Massenprodukt und versieht heute in jeder Digitalkamera und milliardenfach in Fotohandys seinen Dienst. Doch die hochpräzisen optischen Teleskope, wie sie heute in der Astronomie eingesetzt werden, wären ohne die Arbeit der beiden Physiker undenkbar.

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