Von Einsteins Lichtquanten
zu Baudis' dunkler Materie
1905 war das Wunderjahr Albert Einsteins.
Innerhalb von wenigen Monaten
reichte der 26-jährige Physiker an der Universität Zürich seine Dissertation ein
und veröffentlichte vier weitere Publikationen
von denen jede, aus heutiger Sicht, nobelpreiswürdig ist.
Von 1909-1911, war Albert Einstein ausserordentlicher Professor
an der Universität Zürich.
Zu seinen bahnbrechenden Arbeiten gehörten
die spezielle Relativitätstheorie und seine Lichtquantenhypothese.
Für letztere erhielt er 1922 den Physiknobelpreis.
Einsteins Lichtquantenhypothese war revolutionär.
Sie besagt, Licht bestehe aus Portionen von Energie.
Wenn diese Portionen stark genug sind,
können damit Elektronen aus einer Metalloberfläche geschlagen werden.
Dabei wird elektrische Ladung freigesetzt, die gemessen werden kann.
Diese nennt man den photoelektrischen Effekt.
Die Experimentalphysikerin Laura Baudis, die an der Universität Zürich forscht,
nutzt den photoelektrischen Effekt, um eines der grossen Geheimnisse der Physik zu lösen.
Sie erforscht woraus die dunkle Materie im Universum besteht.
Doch was ist diese sagenumwobene dunkle Materie?
Da die neuen Elementarteilchen unsichtbar sind,
versucht Baudis deren Existenz indirekt zu belegen.
Sie lässt die schwach wechselwirkenden Teilchen mit Xenon Atomen kollidieren.
Sie tut dies in grossen, mit Xenon gefüllten Tanks,
die im Gran Sasso Untergrundlabor, in den italienischen Abruzzen, untergebracht sind.
In ihrem zürcher Labor bereitet Baudis diese Experimente vor.
Was hofft die Physikerin in den Tiefen des Gran Sasso Massifs zu finden?
Die Signale, die bei der Kollision der noch unbekannten Elementarteilchen mit den Xenonkernen ausgelöst werden,
können mir solchen Photomultipliern gemessen werden.
Diese nutzen den photoelektrischen Effekt, um die schwachen Signale zu verstärken und zu messen.
Die Photomultiplier werden in Baudis Labor in Zürich geprüft,
bevor sie in die Xenondedektoren eingesetzt werden.
Sollte es Laura Baudis gelingen, die Existenz solcher neuen Elementarteilchen zu belegen,
wäre damit eines der grossen Rätsel der Physik gelöst, die Zusammensetzung der dunklen Materie.
Albert Einsteins Erklärung des photoelektrischen Effekts leistete dazu einen wichtigen Beitrag.
