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TU Berlin

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Jubiläum auf dem Campus Charlottenburg

Genau seit 125 Jahren

Freitag, 12. Oktober 2012

Geschichte einer exzellenten Forschungsanstalt für hochpräzises Messen

Das Observatorium an der Marchstraße ist das älteste Gebäude der PTB. Es wurde aufwendig unter denkmalpflegerischen Gesichtspunkten renoviert. Im Inneren ist es mit modernster Labor- und Messtechnik ausgestattet
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Präzision braucht Ausdauer. Bereits 1872 forderte Karl Schellbach in einer Denkschrift die Errichtung eines Instituts, das sich der Verbesserung der Präzisionstechnik widmen sollte. Erst das hartnäckige Engagement des Unternehmers und Wissenschaftlers Werner Siemens überwand schließlich die Widerstände in Politik, akademischen Einrichtungen und Berufsverbänden. Im März 1887 beschloss der Deutsche Reichstag – in dritter Lesung – den Etat für die zu gründende Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR).

Rudolf Virchow, der neben Hermann von Helmholtz, Wilhelm Foerster und anderen das Projekt unterstützte, nannte im Reichstagsplenum diese Entscheidung „eine Nationalbelohnung“ für Siemens. Tatsächlich gehörte der Elektrounternehmer zu den wichtigsten Gründervätern der PTR, die ein Institut neuen Typs sein sollte: eine metrologische und naturwissenschaftliche Forschungsanstalt ohne Lehrverpflichtung. Außerdem stellte er kostenlos ein Grundstück von 19 800 Quadratmetern an der Charlottenburger Marchstraße zur Verfügung. Auf diesem Campus – unweit der Technischen Hochschule – entstanden 1887 bis 1896 nach Plänen von Paul Spieker und Theodor Astfalck zehn Gebäude: fünf für die Physikalische und fünf für die Technische Abteilung. Hermann von Helmholtz, zu jener Zeit der bedeutendste deutsche Physiker, wurde erster Präsident der PTR mit Dienstvilla auf dem Areal.

Zu den originellsten Bauten auf dem Campus gehörte das „Observatorium“, ein Solitär, der 1891 von Astfalck mit Helmholtz’ beratender Unterstützung fertiggestellt wurde. Von Anfang an war es als wissenschaftliches Forschungslaboratorium geplant und gewährleistete so ideale Experimentierbedingungen. Am 17. Oktober 1887, also vor 125 Jahren, nahm die PTR im Westflügel der Technischen Hochschule Berlin ihre Arbeit auf – bis zur Fertigstellung der Anlagen an der Marchstraße. Später waren auch TH-Hochschullehrer – wie Heinrich Rubens (siehe auch Artikel auf S. 16 dieser Ausgabe) oder Ferdinand Kurlbaum – als „Gastwissenschaftler“ zu Experimentierzwecken an der PTR tätig. Zu den Zielen der Reichsanstalt gehörten:

  • Förderung der Präzisionsmechanik und anderer Zweige der Technik
  • Beglaubigung von Mess- und Regelgeräten
  • Herstellung für den Staat Mess- und andere Geräte, die die Privatindustrie nicht liefern konnte
  • Bau von Geräteteilen für die Industrie, wo die Industrie dazu nicht in der Lage war

An der PTR wurden Grundlagenforschung und die Metrologie, die Wissenschaft vom hochpräzisen Messen, etabliert. Haupttätigkeit war die Darstellung der physikalischen Grundeinheiten durch geeignete Normale. Damit erwarb sich die Reichsanstalt weltweit einen exzellenten Ruf. Sie wurde eine Erfolgsgeschichte und hatte großen Anteil an der globalen Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wissenschaft und Industrie.
Einen wichtigen Beitrag lieferte das PTR-Laboratorium für Optik. Zunächst suchten die Wissenschaftler ein präzises Lichtstärkenormal, um die ganz praktische Frage zu entscheiden, ob Elektrizität oder Gas die wirtschaftlichere Energieform für die Straßenbeleuchtung Berlins sei. Diese Messungen führten schließlich zu einer exakten Bestimmung des Spektrums der Schwarzkörperstrahlung. Das war essenziell für Max Plancks „Strahlungsformel“ und führte zur Geburtsstunde der Quantentheorie um 1900, die zur radikalen Umwälzung der klassischen Physik führte. Der theoretische Physiker Albert Einstein, der neben anderen bedeutenden Wissenschaftlern wie Max Planck, Emil Warburg, Friedrich Kohlrausch und Ernst Abbé zu den beratenden Kuratoriumsmitgliedern der PTR gehörte, führte 1915 zusammen mit Wander Johannes de Haas in der Reichsanstalt eines der wenigen Experimente seiner Laufbahn durch, das zum makroskopischen Nachweis des Drehimpulses von Elektronen führte. Unter dem Präsidenten Emil Warburg öffnete sich die PTR neuen Fragestellungen, die mit Quantenphysik, Relativitätstheorie und Atomphysik verbunden waren. So entstand das erste Labor für Radioaktivität, das von Hans Geiger geleitet wurde, der auch Direktor des Physikalischen Instituts der TH war. Weitere Erfolge waren die Heliumverflüssigung und die Entdeckung der Supraleitfähigkeit bestimmter Metalle. Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckten den nach ihnen benannten Effekt der Magnetfeldveränderung in Supraleitern.

Das in jener Zeit ausgeprägte Aufgabenprofil bestimmt auch heute noch die Arbeit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB): moderne Grundlagenforschung und darauf aufbauend Dienstleistungen für die Einheitlichkeit des Messwesens und seiner Weiterentwicklung, um Wissenschaft, Wirtschaft, Staat und Bürgergesellschaft zu dienen. Mit der NS-Herrschaft begann jedoch ein dunkles Kapitel. Protagonisten der „Deutschen Physik“, wie der PTR-Präsident Johannes Stark, trugen dazu bei, dass bedeutende Wissenschaftler Deutschland verließen, andere, die von der Richtigkeit der Relativitätstheorie überzeugt waren, als „weiße Juden“ diskriminiert wurden. Am Ende des Zweiten Weltkrieges waren viele Gebäude der PTR zerstört, Instrumente und Ausrüstung nach Thüringen ausgelagert. 1948 wurde auf Betreiben von Max von Laue die PTB in Braunschweig gegründet. Auf dem traditionsreichen Berliner Campus bestand die PTR fort und wurde 1953 als „Institut Berlin“ in die PTB integriert.

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Und mit dem 21. Jahrhundert sind die Aufgaben noch vielfältiger geworden und ohne Grundlagenforschung auf höchstem Niveau nicht zu erfüllen. Die PTB Braunschweig und Berlin ist – nicht zuletzt wegen ihrer hochwertigen Präzisionsmesstechniken – ein weltweit geschätzter Partner. Als direkter Nachbar der TU Berlin ist sie mit dieser eng verbunden. Zahlreiche Mitarbeiter der PTB sind TU-Alumni, etliche sind als Privatdozenten oder außerplanmäßige Professoren an der TU tätig, und nicht zuletzt forschen und entwickeln Diplomanden und Doktoranden der TU Berlin in vielen Projekten an der PTB. Und auch Studierende finden bereits vielfältige Möglichkeiten, Einblick in die metrologische Forschung zu nehmen: Ein Bespiel ist das Projekt „sciProject @PTB“, das innerhalb des Betreuungs- und Beratungsprogramms für Studentinnen, „Zielgerade“, angesiedelt ist. In Theorie und Praxis nehmen die Studentinnen dort Einblicke in Bereiche wie Radiometrie, Synchrotronstrahlung, Kryophysik, Spektrometrie und andere.

www.zielgerade.tu-berlin.de/menue/sciproject

 

Die Zeichnung entstand zwischen 1884 und 1887. Sie zeigt einen Vorschlag für die geplante Reichsanstalt
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Hans Christian Förster / Quelle: Hochschulzeitung "TU intern", 10/2012

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