Walther Wilhelm Georg Bothe

Aus Wiki Göttingen
Wechseln zu: Navigation, Suche
Walther Wilhelm Georg Bothe

Walther Wilhelm Georg Bothe erhielt den Nobelpreis für Physik 1954 zusammen mit Max Born. In der Begründung der Preisvergabe durch die Nobel-Kommission heißt es: „…for the coincidence method and his discoveries made therewith“ (…für seine Koinzidenzmethode und seine mit deren Hilfe gemachten Entdeckungen).

Leben und Werk

Bothe wird am 8. Januar 1891 in Oranienburg bei Berlin geboren. Der Sohn eines Kaufmanns interessiert sich schon früh für Naturwissenschaften und Musik und beginnt 1908 in Berlin mit dem Studium der Physik, Mathematik und Chemie – als Schüler von Max Planck. Unter den berühmten sieben Doktoranden, die Max Planck nur gehabt hat, gilt Bothe als einer der begabtesten. 1913 bis 1930 arbeitet er in der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt Berlin, wird außerordentlicher Professor an der Berliner Universität und promoviert 1914 bei Max Planck mit der Arbeit „Zur Molekulartheorie der Brechung, Reflexion, Zerstreuung und Extinktion“.

1914 arbeitet Bothe als Assistent bei Max Planck an der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt, gerät 1915 in russische Kriegsgefangenschaft und wird nach Sibirien deportiert. Nach seiner Rückkehr 1920 arbeitet er, ebenfalls an der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt, bei Hans Geiger im Laboratorium für Radioaktivität. Zusammen mit Geiger veröffentlicht er 1924 seine Koinzidenzmethode, die eine Reihe wichtiger Entdeckungen zur Folge hatte. Nur ein Jahr später wird Bothe Geigers Nachfolger als Abteilungsleiter.

1929 wird Bothe Professor in Berlin, 1930 Professor der Physik an der Universität Gießen und Direktor des dortigen Physik-Instituts, und 1932 übernimmt er den Lehrstuhl von Philipp Lenard an der Universität Heidelberg. Vom Jahre 1933 an ist Bothe Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen, lehnt aber einen Ruf nach Göttingen als Nachfolger von James Franck ab.

Von 1934 bis 1957 ist Bothe Wissenschaftliches Mitglied des Kaiser-Wilhelm-Instituts für medizinische Forschung (heute Max-Planck-Institut für Kernphysik) und Direktor des dortigen Instituts für Physik, zeitgleich Professor an der Universität Heidelberg. 1941 erarbeitet er im Rahmen des Uranvereins wesentliche Beiträge zur Reaktortheorie. Bothe lieferte bedeutende Untersuchungen zur Kernphysik, kosmischen Ultrastrahlung und Biophysik. Er entdeckte den Teilchencharakter der kosmischen Höhenstrahlung und die Kerngammastrahlung.

Als die Physiker Hans Wilhelm Geiger und Walter Müller das bekannte „Zählrohr“ entwickelt hatten, das einen elektrischen Strom durchlässt, wenn es von einem geladenen Teilchen, zum Beispiel einem Elektron, passiert wird, hat Bothe die geniale Idee, zwei Zählrohre in Koinzidenz hintereinander zu schalten.

1924 entwickelt Bothe gemeinsam mit Geiger die Methode der Koinzidenzen zu großer Vollendung. Bei diesem Messverfahren für atomare Teilchen spricht ein Zählgerät nur dann an, wenn zwei oder mehrere Detektoren in der gleichen, einstellbaren Zeitspanne einen Impuls abgeben. Dieses zeitliche Zusammenfallen des Ansprechens zweier Zählrohre nennt man eine Koinzidenz. Bei der Koinzidenzmethode werden Nachweisgeräte, die den Durchgang eines Teilchens durch einen elektrischen Impuls anzeigten, so zusammengeschaltet, dass immer nur das gesuchte Ereignis gezählt wird.

Durch Kombination mehrerer Nachweisgeräte lassen sich mit der Koinzidenzmethode unter anderem Flugbahnen, Geschwindigkeiten und Reichweiten atomarer Teilchen bestimmen. Die Koinzidenzmethode benutzt Bothe im Jahre 1925 und auch etwa 16 Jahre später, um zu entscheiden, ob beide, Energiesatz und Impulssatz, bei jedem einzelnen Stoß zwischen einem Lichtpartikel und einem Elektron gelten, wie Einstein und Compton angenommen hatten, oder ob jene Sätze nur im Mittel für eine große Anzahl von Stößen gelten, wie Niels Bohr und einige Mitarbeiter vermuteten. Durch die Untersuchung der Lichtpartikel und Elektronen nach dem Stoß mit der Koinzidenzmethode können Bothe und seine Mitarbeiter in überzeugender Weise zeigen, dass die Sätze bei jedem individuellen Stoß gelten. Dieses Ergebnis hatte prinzipielle Bedeutung für die Untersuchung der kosmischen Höhenstrahlung.

1929 führt Bothe in Zusammenarbeit mit Kolhörster eine neue Methode für das Studium von kosmischen und ultravioletten Strahlen ein. Es gelingt ihnen mit Hilfe der von Bothe entwickelten Koinzidenzmethode, die Teilchennatur der kosmischen Höhenstrahlung nachzuweisen. Die Koinzidenzmethode entwickelt sich ganz allgemein zu einem wichtigen Untersuchungsmittel der kosmischen Strahlung und aller Arten von Kern- und Elementarteilchenprozessen.

1930 entdeckt Bothe beim Beschuss von Beryllium mit Alphateilchen die Erzeugung von Gammastrahlung. Bothes Entdeckung der Kerngammastrahlung führt zur künstlichen Kernanregung. Er baut in Heidelberg das erste Zyklotron (Teilchenbeschleuniger) in Deutschland. 1943 nimmt er es in seinem Institut in Probebetrieb.

1953 erhält er die Max-Planck-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und schließlich zusammen mit Max Born den Nobelpreis für Physik. Am 8. Februar 1957 stirbt Walther Bothe in Heidelberg.


Literatur

Stein, Ilse: Born und Bothe: ein gemeinsamer Preis. Göttinger Tageblatt, 27. Juli 2002.