Einsteins Theorie belegt

Zweidimensionale brownsche Bewegung. (Th. Steiner)

Nach über 100 Jahren ist es einem Forschungsteam erstmals gelungen, Einsteins Theorie zur Brownschen Molekularbewegung im Experiment zu untersuchen und zu bestätigen. 

Bereits im Jahr 1827 beobachtete der britische Botaniker Robert Brown unter seinem Mikroskop, dass sich kleine Partikel aus Pflanzenpollen im Wasser ruckartig und unvorhersehbar bewegen. Die Wissenschaftler/innen glaubten zuerst, eine neue Form von Leben entdeckt zu haben.

1905 erklärte Albert Einstein im Rahmen seiner Doktorarbeit, dass diese Bewegung durch Zusammenstösse der Partikel mit den umgebenden Wassermolekülen zustande kommt. Während die beobachteten Zellbestandteile unter dem Mikroskop sichtbar sind, bleiben die Wassermoleküle unsichtbar. Nur ihr Einfluss auf die Pollenkörner im Wasser ist zu sehen.

Mit dieser Erklärung lieferte Einstein indirekt den Beweis für die Existenz von Molekülen und Atomen, lange bevor diese experimentell nachgewiesen oder dargestellt werden konnten. Aufgrund von zahlreichen thermodynamischen Überlegungen wurde Einsteins Theorie in den vergangenen hundert Jahren mehrfach indirekt bestätigt. Der Effekt der Wassermoleküle auf die Bewegung der suspendierten Teilchen konnte jedoch bisher nie direkt gemessen werden, da es technisch nicht möglich war, diese Bewegungen auf kleinstem Raum bei Zeiten im Nanosekundenbereich zu verfolgen.

Einem Forscherteam ist es nun erstmals gelungen, Einsteins Theorie zur Brownschen Molekularbewegung direkt zu verifizieren. Die Forscherinnen und Forscher entwickelten eine optische Laserfalle, mit der sie ein einzelnes Teilchen einfangen können. Dank eines neuartigen Detektors liessen sich dann die Bewegungen dieses einzelnen Teilchens verfolgen. Die gemessenen Daten stimmten in hervorragender Weise mit den theoretischen Vorhersagen überein.