Der Physik-Nobelpreis des Jahres 2014 ist vergeben. Leider wurden wieder nicht die Entdecker der Exoplaneten ausgezeichnet und der Preis hat auch nicht direkt etwas mit Astronomie zu tun. Indirekt aber schon – denn es geht um energiesparende Beleuchtung und die Wiedergewinnung des Sternenhimmels.
Die Preisträger des Jahres 2014 sind Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura. Sie haben blaue Leuchtdioden erfunden und wenn das auch ein klein wenig unspektakulär klingt, ist es doch eine durchaus bedeutende Sache. Leuchtdioden beziehungsweise LEDs gibt es schon seit einiger Zeit. Es handelt sich dabei um Halbleiter, die Licht emittieren, wenn man Strom durch sie schickt. Je nachdem welches Material man für den Halbleiter verwendet, bekommt man Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge; also auch Licht mit unterschiedlicher Farbe. Zuerst, in den 1960er Jahren, konnte man nur rote LEDs bauen; in den 1970er Jahren gab es dann auch grüne Leuchtdioden. Richtig schwierig war es aber, blaues Licht zu erzeugen – das haben viele Forscher und Firmen probiert ohne die technischen Probleme in den Griff zu bekommen und das richtige Material auf die richtige Art und Weise zu behandeln. Erst Ende 1988 gelang es Isamu Akasaki und Hiroshi Amano unter der Verwendung von Galliumnitrid eine blau leuchtende LED zu konstruieren und Shuji Nakamura fand 1992 eine weitere Möglichkeit dieses Ziel zu erreichen.
Farbige LEDs (Bild: Sven Killig, CC-BY-SA 3.0)
Blaues Licht scheint nicht so dramatisch wichtig zu sein – aber man braucht es, wenn man weißes Licht erzeugen will. Dazu muss man rot, grün und blau mischen und das war erst mit der Erfindung der drei diesjährigen Preisträger möglich. Die weißen (und farbigen) LEDs werden heute überall eingesetzt; in elektronischen Geräten beispielsweise aber auch immer öfter als klassische Leuchtmittel. Und hier zeigt sich dann auch die Verbindung zur Astronomie.
Die normalen Leuchtkörper die heute meist noch überall eingesetzt werden, verbrauchen nicht nur mehr Energie als die LEDs. Sie lassen sich auch nicht so gezielt anwenden wie das mit modernen Leuchtdioden möglich ist. Das Resultat ist das, was man “Lichtverschmutzung” (ich habe zum Beispiel hier ausführlich darüber geschrieben und in dieser Podcastfolge mehr dazu erzählt) nennt und was mittlerweile zu einem großen Problem nicht nur für die Astronomen geworden ist.
Licht, das nicht das beleuchten soll, für das es gedacht ist sondern einfach nur in den Himmel strahlt, ist auf viele Arten schädlich. Der aufgehellte Himmel und die immer heller werdenden Nächte sind ein ökologisches Problem und viele Tiere und Pflanzen kommen mit den Störungen im Hell-Dunkel-Zyklus nicht zurecht. Es gibt auch Hinweise, dass Menschen gesundheitlich betroffen sind, denn auch für die Vorgänge in unserem Körper ist ein ungestörter Wechsel von Licht und Dunkelheit nötig. Die Lichtverschmutzung ist aber auch ein wirtschaftliches Problem, denn die unnütze Beleuchtung des Himmels kostet Geld, das anderswo dringend benötigt wird. Und wenn auch die Astronomen mit ihren Instrumenten in den Weltraum oder in abgelegene Wüsten flüchten können um dort wissenschaftlich zu arbeiten, verliert der Rest der Menschheit durch die Lichtverschmutzung einen wichtigen Teil seines kulturellen Erbes. Der Anblick des sternenübersäten Nachthimmels hat in der Vergangenheit Künstler, Philosophen und Religionen inspiriert. Heute hat aber kaum jemand von uns jemals einen echten Nachthimmel gesehen. Wir kennen nur die paar hellen Sternen die am grauen Himmel über unseren Städten sichtbar sind, aber nicht die tausenden Lichtpunkten die in verschiedenen Farben vor einem völlig schwarzen Hintergrund leuchten. Die wenigsten von uns sind nachts allein im Licht der Sterne spazieren gegangen und wir sehen die Milchstraße nicht mehr, die früher für die Menschen ein vertrauter Anblick war. Die Faszination, die dem Sternenhimmel innewohnt, ist für unsere Augen verschwunden und damit auch ein Teil unserer Verbindung zum Rest des Universums.
Die Berichte über den Physik-Nobelpreis 2014 werden sich vermutlich hauptsächlich mit den technischen Anwendungen der blauen (und weißen) LEDs beschäftigen und den materialphysikalischen Details der Forschung. Von diesen Themen habe ich wenig Ahnung und deswegen versuche ich erst gar nicht, etwas darüber zu schreiben. Ich beschränke mich darauf, mich bei Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura für ihre wichtige Arbeit zu bedanken und hoffe, dass ihre grundlegende Forschung in Zukunft zu immer besseren und effizienteren Leuchtdioden führen wird, mit denen wir unsere Nacht auf vernünftige Weise beleuchten können, ohne dabei Energie zu verschwenden, die Umwelt zu schädigen und vor allem ohne dabei den wunderbaren Sternenhimmel über unseren Köpfen verschwinden zu lassen!
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