Zwei Amerikaner und ein Japaner teilen sich Physik-Preis

8. Oktober 2002, 13:12
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Masatoshi Koshiba, Raymond Davis und Riccardo Giacconi leisteten Pionierarbeit auf dem Gebiet der Astrophysik und der Entdeckung kosmischer Röntgenstrahlenquellen

Stockholm - Der Nobelpreis für Physik 2002 geht zur einen Hälfte an den US-Forscher Raymond Davis Jr. und seinen japanischen Kollegen Masatoshi Koshiba für "bahnbrechende Arbeiten in der Astrophysik, insbesondere für den Nachweis kosmischer Neutrinos" und zur anderen Hälfte an den US-Forscher Riccardo Giacconi für "bahnbrechende Arbeiten in der Astrophysik, die zur Entdeckung von kosmischen Röntgenquellen geführt haben". Das gab die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften heute in Stockholm bekannt.

Die Auszeichnung ist heuer mit zehn Millionen Kronen (1,103 Millionen Euro) dotiert und wird am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel, in Stockholm überreicht. Im vergangenen Jahr ging der Physik-Nobelpreis an die beiden US-Forscher Eric A. Cornell und Carl E. Wieman und den aus Deutschland stammenden Wissenschafter Wolfgang Ketterle vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) für die Erzeugung der Bose-Einstein-Kondensation in verdünnten Gasen, ein völlig neuer Zustand der Materie.

"Das neue Wissen hat unser Bild vom Universum verändert"

Die diesjährigen Nobelpreisträger in Physik, Raymond Davis Jr. (87), Masatoshi Koshiba (76) und Riccardo Giacconi (71), haben kosmische Teilchen und andere Strahlung, die permanent die Erde bombardieren, verwendet, um das Verständnis für den Aufbau des Universums, unserer Sonne, der Sterne und Galaxien zu erweitern. "Das neue Wissen hat unser Bild vom Universum verändert", heißt es in der Begründung des Nobelpreis-Komitees.

Davis und Koshiba haben sich in ihren Arbeiten den mystischen Neutrino-Teilchen gewidmet, das schon 1930 von Wolfgang Pauli (Nobelpreis 1945) vorhergesagt, aber erst 25 Jahre später vom US-Forscher Frederick Reines nachgewiesen werden konnte. Reines wurde dafür 1995 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Neutrinos entstehen unter anderem in Fusionsprozessen in der Sonne und anderen Sternen, in denen Wasserstoff zu Helium umgewandelt wird. Sie sind elektrisch ungeladen und hat fast keine Wechselwirkung mit Materie. Tausende Milliarden Neutrinos fliegen pro Sekunde durch jeden von uns, ohne dass man es wahrnimmt.

Raymond Davis Jr. konstruierte in den sechziger Jahren einen völlig neuen Detektor, einen riesigen Tank mit 600 Tonnen herkömmlicher Reinigungs-Flüssigkeit (Tetrachlorethylen), der in einer aufgelassenen Goldmine im US-Bundesstaat South Dakota tief unter der Erdoberfläche aufgebaut wurde. In 30 Jahren gelang es ihm, insgesamt 2.000 Neutrinos von der Sonne einzufangen.

Die "Neutrino-Falle"

Während Davis' Experiment noch lief, baute Koshiba mit seinem Team einen anderen gigantischen Detektor, Kamiokande genannt. Diese "Neutrino-Falle" war ein riesiger Wassertank in einer Mine tief unter der Erde. Sobald ein Neutrino mit einem Atom in dem Tank reagierte, wurde ein Elektron frei, das einen winzigen Lichtblitz erzeugte, der registriert wurde. In dem japanischen Experiment konnten die Forscher exakt die Richtung der einfallenden Neutrinos feststellen und damit erstmals nachweisen, dass sie tatsächlich von der Sonne kommen. 1987 hat Koshiba zudem einen regelrechten Neutrino-Schauer registrieren, der von einer Supernova-Explosion in einer Nachbargalaxie der Milchstraße stammte. Seit 1996 arbeitet ein von Koshiba konstruierter noch größerer Neutrino-Detektor, der "Super-Kamiokande".

Davis und Koshibas Arbeiten hätten zu unerwarteten Entdeckungen und zu einem neuen, intensiven Forschungsgebiet geführt, der Neutrinoastronomie, betonte man seitens des Nobelpreis-Komitees.

Röntgenstrahlung aus dem All

Nicht den Teilchen, sondern der elektromagnetischen Strahlung, die Sonne und Sterne aussenden, hat sich Riccardo Giacconi in seiner Forschungsarbeit gewidmet. Diese Strahlung hat verschiedene Wellenlängen und reicht vom sichtbaren Licht bis etwa zur Röntgenstrahlen. Die kosmische Röntgenstrahlung wird allerdings in der Erdatmosphäre absorbiert, eine Untersuchung ist nur vom Weltraum aus möglich. Röntgenstrahlung entsteht vor allem dort, wo extrem heiße Temperaturen herrschen, etwa bei Sternenexplosionen oder am Rand von so genannten Schwarzen Löchern. Damit geben diese Strahlen Aufschluss darüber, was im Weltall passiert und erlauben einen weiten Blick zurück in die Geschichte des Universums.

Giacconi hat bereits ab 1959 an der Konstruktion eines Röntgen-Teleskops gearbeitet und in den nachfolgenden Jahren verschiedene Experimente durchgeführt. Er entdeckte dabei die erste Röntgenquelle außerhalb unseres Sonnensystems und konnte als erster feststellen, dass es im Universum eine Hintergrundstrahlung aus Röntgenlicht gibt. Giacconi konstruierte auch die ersten Röntgenteleskope, welche völlig neue und scharfe Bilder vom Universum geliefert haben. 1999 startete etwa das bereits 1976 von Giacconi initiierte NASA-Weltraumteleskop "Chandra" Er trug mit seinen Arbeiten wesentlich zur Entwicklung der Röntgenastronomie bei.

Die Preisträger

Raymond Davis Jr., geboren 1914 in Washington, promovierte 1942 in Chemie an der Yale University in Connecticut und war Professor am Department of Physics and Astronomy an der University of Pennsylvania in Philadelphia.

Masatoshi Koshiba, geboren 1926 in Toyohashi, Aichi, Japan, hat 1955 an der University of Rochester, USA, promoviert. Er war am International Centre for Elementary Particle Physics an der University of Tokyo tätig.

Riccardo Giacconi wurde 1931 in Genua geboren. An der Universität Mailand promovierte er 1954 . Es ist Präsident der Associated Universities, Inc., in Washington.

(APA/red)

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    Raymond Davis

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    Masatoshi Koshiba

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    Riccardo Giacconi

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