100 Jahre kosmische Strahlung: Ballonfahrer in strahlenden Höhen

13. März 2012, 21:23
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Der Physiker Victor Franz Hess rang lange um Anerkennung für seine wissenschaftliche Leistung

Als er schließlich dafür den Nobelpreis erhielt, musste er vor den Nazis flüchten.

Heute würde man Victor Franz Hess, den Mann mit Nickelbrille, der gerne Homburg-Hüte trug, wohl für einen Beamten der alten Schule halten – so penibel, organisiert, umsichtig und stur, wie er war. Diesen Eigenschaften hatte der Physiker aber seinen wissenschaftlichen Welterfolg zu verdanken: Der gebürtige Steirer wollte bestimmen, wie die Wirkung der in den Erdschichten enthaltenen radioaktiven Stoffe bei zunehmender Distanz von der Erdoberfläche abnehmen würde: Als begeisterter Ballonfahrer sah er hier die beste Möglichkeit, zu relevanten Ergebnissen zu kommen. Bei insgesamt zehn Ballonfahrten wollte er nichts dem Zufall überlassen und nahm Sauerstoffgeräte und jeweils drei Messgeräte mit. Und er flog sowohl bei Tag als auch bei Nacht und während einer Sonnenfinsternis, weil er den Einfluss der Sonnenstrahlen auf das Messergebnis ausschließen wollte.

Enttäuschende Reaktionen

Dabei stellte sich heraus, dass die durch die Radioaktivität entstehende Leitfähigkeit der Luft mit der Höhe abgenommen hatte, dass aber eine andere Strahlung, die wohl aus dem Universum kam, umso stärker wurde, je höher er in die Luft stieg: Am 7. August 1912 konnte Hess bei der siebenten Ballonfahrt die kosmische Strahlung nachweisen – eine Strahlung, die um ein Vielfaches stärker war als bisher bekannte Strahlungen. Bei 5350 Metern war Schluss mit dem Ausflug: Hess wurde wie vielen Menschen in dieser Höhe übel.

Begeistert von der Entdeckung verfasste der Physiker, der seit 1910 als Assistent von Stefan Meyer am Wiener Radiuminstitut arbeitete, einen Artikel und stellte die Entdeckung im Rahmen einer Konferenz der Wissenschaftscommunity vor.

Die Reaktionen waren aber enttäuschend. Niemand sprach von einem Durchbruch, wie der Physiker und Schriftsteller Peter Maria Schuster, ein Hess-Kenner, erzählt (Seite 15). Viele Teilnehmer meinten demnach: "Wer weiß, ob das stimmt."Der 1883 geborene Sohn eines Försters und einer Adeligen, ein tiefgläubiger Mensch, blieb aber hartnäckig und bekam dabei Unterstützung aus Deutschland: Der Physiker Werner Kolhörster bestätigte schon 1913 die kosmische Strahlung. Während des Ersten Weltkriegs war dann kaum Zeit für wissenschaftliche Diskussionen. Erst nach Kriegsende ging es weiter – allerdings deutlich vehementer als zuvor: Der US-Amerikaner Robert Andrews Millikan stellte Anfang der 1920er-Jahre fest, es könne keine kosmische Strahlung geben, schon gar nicht in dem Ausmaß, wie sie Hess entdeckt haben wollte. Millikan hatte sich nicht geirrt. Er ließ unbemannte Ballone mit Registriergeräten aufsteigen. Da war wirklich kaum eine Veränderung zu bemerken.

Millikan als Konkurrent

Allerdings war er bei seinem Experiment in Äquatornähe, und dort ist die kosmische Strahlung tatsächlich deutlich niedriger, weil das Magnetfeld die Erde stärker abschirmt. Der US-Physiker entdeckte dann selbst eine extraterrestrische Strahlung und nannte sie frech Millikan-Strahlung. Ein schwerer Schlag für den bescheidenen Victor Franz Hess, wie Georg Federmann in seiner 2003 verfassten Diplomarbeit über Hess an der Uni Wien anmerkte.

Doch auch diesmal ließ sich der österreichische Physiker nicht beirren. Hess war mittlerweile in der Physiker-Community bestens vernetzt. Er hatte schon den renommierten Lieben-Preis erhalten, er hatte Professuren in Graz und Innsbruck, wo er am Berg Hafelekar nördlich der Stadt akribisch Messungen der kosmischen Strahlung durchführte, ehe 1932 noch der Abbe-Preis dazukam. Damit war ihm die Anerkennung sicher. Zwanzig Jahre nach der Entdeckung. Eine lange Durststrecke.

Doch der Höhepunkt seiner Laufbahn sollte erst kommen: Hess erhielt 1936 den Nobelpreis für Physik. Von nun sollte es aber wieder bergab gehen: 1937 wechselte er nochmals nach Graz, was vielleicht ein Fehler war. Denn dort gab es offenbar Menschen, die ihm seine Position neideten, wie seine Stieftochter später schrieb. Der Katholik, der als Bundeskulturrat aktiv und mit dem österreichischen Bundeskanzler Kurt Schuschnigg bekannt war, wurde nach dem Einmarsch der Nazis in Österreich kurz verhaftet. Offizielle Begründung: kommunistische Umtriebe am Grazer Zentralfriedhof.

Schließlich entließ man Hess im September 1938 ohne Anrecht auf Pension. Er hatte ja schon lange böse Vorahnungen: Zumindest seit die österreichische Physikerin Lise Meitner 1933 wegen ihrer jüdischen Abstammung die Lehrbefugnis an der Berliner Universität verloren hatte und Erwin Schrödinger, der erbitterte Gegner aller Nazis, Deutschland Richtung England verlassen hatte. Erschwerend kam dazu, dass Hess seit 1934 ohne Stimme war. Nach einer Kehlkopfoperation wegen Krebs konnte er nur mehr flüsternd mit Mikrofon Vorlesungen halten – offenbar eine Folge seiner Arbeit mit Radium. In großen Gesellschaften fühlte er sich damit stets als Ausgeschlossener. Im Spätherbst 1938 soll Hess von einem Polizisten gewarnt worden sein, dass er am nächsten Tag mit einem Haftbefehl bei ihm erscheinen müsse. Hess, der vor allem um seine um 15 Jahre ältere jüdische Frau Berta Angst hatte, verließ das Land. Das Nobelpreis-Geld, das er in Schweden angelegt hatte, musste er als "Reichsfluchtsteuer" zahlen: 20.000 Dollar für Nazideutschland.

In den USA zu wenig Mittel

Mit ein paar Mark und den Tickets nach Amerika in der Tasche, durfte er ungehindert mit seiner Frau nach New York und eine Berufung an die Fordham University annehmen. Er war dort ein hoch angesehener Wissenschafter und Hochschullehrer, seine große Zeit war aber vorbei. Hess war nicht glücklich in den USA, weil er auch dort nicht die Mittel bekam, um seine Forschung zu betreiben, und keinen Pensionsanspruch hatte. So wiederholte sich die Geschichte auf eine eigentümliche Art und Weise.

Sein Institut war klein – daher musste er sich in den kleinen Hörsälen wegen seiner schwachen Stimme keine Sorgen machen. Ab und zu unterstützte ihn die Carnegie Institution in Washington und später in den 1950er-Jahren auch die U.S. Air Force Laboratories in Cambridge. Hess publizierte dennoch etwa dreißig Arbeiten, vor allem über die biologischen Auswirkungen von radioaktiver und kosmischer Strahlung.Zu einer dauerhaften Rückkehr nach Österreich konnte er sich nicht entschließen. Eine Vorlesung in Innsbruck, einige wenige Besuche in Wien, das war es. Graz mied er, so gut es ging, weil er sich noch nicht sicher sein konnte, ob diejenigen, die ihm damals schadeten, nicht noch immer in Graz lebten – als unbescholtene Bürger und vielleicht sogar in guten Positionen. In einem Brief an seinen alten Mentor Stefan Meyer schrieb er: "Wenn ich je wieder nach Österreich zurückkehren wollte, wäre Graz sicher der letzte Ort ... Ich habe noch eine Sehnsucht nach Innsbruck oder Wien, aber Graz ist mir nicht sympathisch." (Peter Illetschko, DER STANDARD, 14.03.2012)

  • Die lustigen drei vom Wiener Radiuminstitut: Der Ungar Georg von Hevesy (li.), später Chemie-Nobelpreisträger, und Victor Franz Hess (re.), später Physik-Nobelpreisträger, blödeln 1916 mit dem Briten Robert W. Lawson, einem Physiker, der, vom Ersten Weltkrieg überrascht, bleiben durfte und dabei völlig unbehelligt blieb.
    foto: zentralbibliothek für physik

    Die lustigen drei vom Wiener Radiuminstitut: Der Ungar Georg von Hevesy (li.), später Chemie-Nobelpreisträger, und Victor Franz Hess (re.), später Physik-Nobelpreisträger, blödeln 1916 mit dem Briten Robert W. Lawson, einem Physiker, der, vom Ersten Weltkrieg überrascht, bleiben durfte und dabei völlig unbehelligt blieb.

  • Victor Franz Hess vor einer Ballonfahrt, umringt von schaulustigen Erwachsenen und Kindern.
    foto: uni innsbruck / hess-gesellschaft

    Victor Franz Hess vor einer Ballonfahrt, umringt von schaulustigen Erwachsenen und Kindern.

  • Hess riskierte 1960 einen Blick durch einen Strahlungsapparat, wie er ihn zwischen 1927 und 1931 verwendete.
    foto: uni innsbruck / hess-gesellschaft

    Hess riskierte 1960 einen Blick durch einen Strahlungsapparat, wie er ihn zwischen 1927 und 1931 verwendete.

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