(mib/bg) „Die Zeit steht nie still: In den 100 Jahren, seit Einstein seine spezielle Relativitätstheorie niederschrieb, hat die Wissenschaft immense Fortschritte erzielt – nicht zuletzt dank den Gesetzen des genialen Physikers“, hiess es gestern an der Jahres-Medienkonferenz am Paul Scherrer Institut in Villigen (1). „So gehorchen auch Teilchen in Beschleunigern den relativistischen Effekten. Doch niemand hätte 1905 an die vielen Anwendungen gedacht, die durch Teilchenstrahlen aus Protonen oder Elektronen möglich wurden.“

Mit drei Beispielen zeigten Forscher des Paul Scherrer Instituts (PSI), welche Innovationen aus der Grundlagenforschung hervorgegangen sind.

Die Protonentherapie: Anfang der 1970er-Jahre wurde am PSI ein Protonenbeschleuniger für die physikalische Grundlagenforschung gebaut. Bald stellte sich heraus, dass die Anlage auch für die Krebsforschung massgebende Beiträge leisten kann. In der ersten Hälfte der 1980er-Jahre installierte das PSI eine besondere Einrichtung, womit man erstmals in Europa Augenmelanom-Patienten mit einer völlig neuen Methode mit Protonen bestrahlen konnte. Inzwischen wurde die Technik weiterentwickelt. Vergangene Woche konnte aus dem Medizin-Zyklotron erstmals ein Protonenstrahl erzeugt werden.

Die Fotolithographie: Der Fortschritt in der Mikroelektronik führt zu immer schnelleren und billigeren Produkten und basiert auf der Herstellung immer kleinerer Schaltkreise. Angesichts dieses technologischen Trends wird an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) an Weiterentwicklungen der Lithografietechniken geforscht. So nutzt die kürzlich in Betrieb genommene Röntgen-Interferenz-Lithografie-Strahllinie das Licht im Bereich des extremen Ultravioletts (EUV), um kleinste Strukturen in fotosensitiven Lacken herzustellen. Kürzlich gelang es Forschern am PSI, damit Strukturen mit Perioden von 32 Nanometern zu erzeugen.

Der Mikromagnetismus: In magnetischen Teilchen von wenigen Tausendstel-Millimeter Durchmesser gibt es Bereiche, wo die Magnetnadeln aller Atome in die gleiche Richtung zeigen. Diese so genannten Domänen lassen sich mit Röntgenlicht aus der SLS sichtbar machen und ihre Reaktion auf angelegte Magnetfelder untersuchen. Die dabei gewonnenen Resultate sind für die Grundlagenforschung von grossem Interesse, sie finden aber auch wichtige technische Anwendungen. So speichern kleinste magnetische Teilchen in Computerfestplatten Informationen.