Jenseits der Lichtmikroskopie

Nobelpreisträger Ruska studierte und lehrte an der TU Berlin

Winziges Lebewesen im Focus eines Elektronenmikroskops: eine Radiolarie

Eine 500000fache Vergrößerung? Dank Elektronenmikroskop heute kein Problem, während ein Lichtmikroskop schon bei ca. 1500facher Vergrößerung an seine Grenzen gelangt. Das Elektronenmikroskop ist eine der bedeutendsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts. Wir verdanken ihm bahnbrechende Erkenntnisse vor allem in Biologie, Medizin und Werkstoff-Forschung. Sein Erfinder, Ernst August Friedrich Ruska, erhielt dafür 1986 den Nobelpreis für Physik. Die andere Hälfte des Preises ging gemeinsam an Gerd Binning und Heinrich Rohrer für die Konstruktion des Raster-Tunnel-Mikroskops.

Ernst Ruska mit seiner Nobelpreis-Medaille

Ruska war zur Preisverleihung bereits 80 Jahre alt und seine Erfindung lag schon mehr als 60 Jahre zurück. Alles begann nämlich Ende der Zwanziger Jahre des letzten Jahrhunderts. Der 1906 in Heidelberg geborene Ruska studierte zunächst an der TU München Elektrotechnik und studierte dann von 1925 bis 1927 an der Technischen Hochschule, der Vorgängerin der Technischen Universität Berlin. Bereits in dieser Zeit begann er mit seinen elektronenoptischen Untersuchungen. Schon 1933 konnte er auf der Basis dieser Arbeiten das erste Elektronenmikroskop entwickeln. Als Angestellter bei Siemens beteiligte er sich dann am Bau des ersten kommerziell zur Verfügung stehenden, in Serie hergestellten Elektronenmikroskops, dass 1939 auf den Markt kam.

Dieses „antike“ Elektronenmikroskop ist im Physikgebäude der TU Berlin zu bewundern

Der von Ruska entwickelte Typ des Elektronenmikroskops wird auch als Transmissionsmikroskop bezeichnet: Den abzubildenden Gegenstand in Form eines dünnen Schnitts durchdringt ein Elektronenstrahl, genauso wie das Licht bei einem Lichtmikroskop das Objekt durchdringt. Die Auflösung, also der Abstand zwischen zwei Einzelheiten im Bild, die gerade noch wahrgenommen werden können, kann nicht kleiner sein als die Wellenlänge des Lichtes. Die Auflösung bei einem Elektronenmikroskop ist deshalb um ein Vielfaches besser, weil Elektronenstrahlen benutzt werden, deren Wellenlänge 10000mal kleiner ist als die des Lichtes.

Dass auch Teilchen Welleneigenschaften haben, hatte der Franzose Louis Victor de Broglie 1924 nachgewiesen. Noch viele weitere Wissenschaftler waren an der Erarbeitung der theoretischen Grundlagen und der Entwicklung des Elektronenmikroskops beteiligt, aber Ruskas Pionierarbeit gilt als die herausragende Leistung. 1988, also zwei Jahre nachdem er dafür den Nobelpreis erhalten hatte, starb Ruska in Berlin.

bm

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