Licht für Internet und Kernfusion - 50 Jahre Laser

  • 17. May 2010

Am 16. Mai 1960 wurde der erste Laser der Öffentlichkeit präsentiert - jetzt soll er das Sonnenfeuer auf Erden entzünden.

Ein halbes Jahrhundert nach seiner Erfindung soll der Laser das Sonnenfeuer auf Erden entzünden. Das US-Energieministerium hat dazu den stärksten Laser der Welt gebaut: die National Ignition Facility (NIF). Aufgeteilt auf 192 Strahlen soll das Laserlicht dort ein pfefferkorngroßes Beryllium-Kügelchen so stark erhitzen und zusammenpressen, dass in seinem Inneren wie im Zentrum der Sonne Wasserstoff zu Helium verschmilzt. Die ersten Testläufe - allerdings noch ohne Fusionsbrennstoff - waren bereits erfolgreich.

Die NIF ist einer der jüngsten Meilensteine der erstaunlichen Karriere des Lasers: Als der erste Laser am 16. Mai 1960 der Weltöffentlichkeit vorgestellt wurde, belächelten ihn viele noch als «Lösung auf der Suche nach einem Problem». Kaum jemand wusste so recht, wozu dieses - fraglos einzigartige - Licht denn praktisch zu gebrauchen sein sollte. Seitdem hat sich der Laser jedoch zu einer Art Universalwerkzeug entwickelt und ist aus Forschung, Industrie und selbst dem Alltag nicht mehr wegzudenken.

«Mit Lasern kann man im Grunde alles machen», sagt der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden, Eckhard Beyer. «Man muss nur wissen, wie.» Laser schneiden passgenaue Metallteile für Autos und Flugzeuge, schweißen Materialien zusammen, die sich eigentlich gar nicht verbinden lassen, transportieren Telefongespräche und Internetdaten, lesen Strichcodes an der Supermarktkasse, spielen Musik im CD-Player, zerstören Tumore und richten Hornhäute. Forscher wollen mit dem besonderen Licht gezielt Blitze und Regenwolken vom Himmel schießen oder chemische Reaktionen filmen.

Die herausragende Eigenschaft von Laserlicht ist seine sogenannte Kohärenz, das heißt, alle Lichtwellen schwingen im Gleichtakt und verstärken sich dadurch gegenseitig. «Das ist etwas, was in der Natur praktisch nicht vorkommt», sagt der Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), Wolfgang Sandner. «Man hat im Weltraum ein paar planetarische Atmosphären oder interstellare Gaswolken gefunden, wo so etwas Ähnliches wie der Laserprozess stattfindet. Aber ansonsten hat die Menschheit mit dem Laser eine absolut neue Qualität des Lichts geschaffen.»

Dass es überhaupt möglich wird, die Laserfusion zu erforschen, ist einer rasanten technischen Evolution des Lasers in den vergangenen fünf Jahrzehnten zu verdanken. «Nach 50 Jahren würde man eigentlich vermuten, dass eine solche Technologie ablösereif ist und durch etwas Besseres ersetzt wird», sagt Sandner. Tatsächlich haben verschiedene Lasertypen ihre große Zeit bereits hinter sich: Die in den 70er Jahren vor allem in der Medizin verbreiteten Farbstofflaser etwa sind heute fast völlig verschwunden. «Die technischen Inkarnationen kommen und gehen», sagt Sandner, «aber das Laserprinzip hat sich in den vergangenen 50 Jahren als unendlich erfolgreich und auch noch weiter in die Zukunft weisend entpuppt.»

Die ersten Versuche an der NIF sind vielversprechend, wie die US- Physiker kürzlich bilanzierten: Sie hatten erstmals alle 192 Laserstrahlen auf leere Testkügelchen geschossen. Diese erhitzten sich auf 3,3 Millionen Grad Celsius - exakt wie vorhergesagt. Läuft alles planmäßig, könnte Ende des Jahres oder Anfang 2011 die erste echte Fusion zünden. Die Beryllium-Kügelchen werden dazu mit einem winzigen Spritzer der schweren Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium gefüllt. Die 192 Laserstrahlen sollen die Kapsel so schnell aufheizen, dass sie explodiert und das Deuterium-Tritium-Gemisch nach innen katapultiert. Der Brennstoff wird dabei heißer und dichter als im Zentrum der Sonne und verschmilzt schließlich zu Helium.

Till Mundzeck, DPA


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