E.M. Purcell hat nicht nur Physik studiert. Er half bei der Entwicklung von Werkzeugen, die es uns ermöglichen, das Unsichtbare zu sehen. Der 1912 in Taylorville, Illinois, geborene amerikanische Physiker veränderte die Art und Weise, wie wir Materie und das Universum verstehen. Er starb 1997 in Cambridge, Massachusetts und hinterließ ein Erbe, das eher die Grundlage moderner Technologie als Geschichte darstellt.
Im Mittelpunkt seines Ruhms steht ein großer Durchbruch: die Entdeckung der Kernspinresonanz in Flüssigkeiten und Feststoffen.
Das war im Jahr 1946. Purcell brach den Code unabhängig von Felix Bloch. Sie erhielten 1952 gemeinsam den Nobelpreis für Physik. Warum ist das wichtig? Denn NMR ist mehr als nur ein Labortrick. Dies ist der Motor der Magnetresonanztomographie (MRT). Dadurch können Forscher die molekulare Struktur reiner Materialien genau untersuchen und die komplexe Zusammensetzung von Gemischen interpretieren. Ohne Purcells Methoden wären die medizinische Diagnostik und die chemische Analyse in dunkle Zeiten versunken.
Von Radarkriegen zur Präzisionserkennung
Purcells Weg zum Nobelpreis wurde mitten im Zweiten Weltkrieg geebnet. Er leitete eine Gruppe am Radiation Laboratory des MIT, die sich mit der Lösung kritischer Radarprobleme beschäftigte. Dies ist keine abstrakte Theorie. Es geht ums Überleben und darum, feindliche Flugzeuge durch Wolken und Dunkelheit zu entdecken.
Nach dem Krieg kehrte Purcell nicht nur zur Lehrtätigkeit zurück. Er wandte seine Kriegspräzision auf neue Probleme an. 1946 entwickelte er die Methode zur Kernspinresonanz-Detektion. Es war unglaublich genau. Dies war eine deutliche Verbesserung gegenüber der vom Physiker Isidor I. Rabi entwickelten Atomstrahlmethode. Die Veränderungen sind offensichtlich. Rabis Methode ist gut. Purcells Ansatz zur Untersuchung von Feststoffen und Flüssigkeiten ist besser, sauberer und effizienter.
Den Sternen zuhören
Zwei Jahre nach der Verleihung des Nobelpreises tat Purcell etwas, das offenbar nichts mit MRT-Geräten zu tun hatte. er blickte auf.
Als Professor an der Harvard University beobachtete er 1952 Strahlung mit einer Wellenlänge von 21 Zentimetern von neutralem atomarem Wasserstoff im interstellaren Raum. Es klingt trocken. Das ist es nicht.
Der niederländische Astronom H.C. van de Hulst hatte diese Radiowellen bereits 1944 vorhergesagt. Eine Vorhersage ist jedoch kein Beweis.
Purcell hat es bewiesen.
Seine Beobachtung ermöglichte es Astronomen, Wasserstoffwolken in Galaxien zu beobachten.
Wasserstoff ist überall, aber im sichtbaren Licht schwer zu erkennen. Diese Radiowelle hat alles verändert.
Sie ermöglichen es Wissenschaftlern, die Verteilung der Materie im Universum zu kartieren. Sie haben die Rotation der Milchstraße gemessen. Plötzlich war die Milchstraße nicht mehr nur ein Fleck. Eine Struktur mit messbarer Bewegung und Masse.
Vermächtnis der Messung
Purcells Karriere war von einer Reihe von Premieren geprägt. 1949 wurde er Professor an der Harvard University. 1960 erhielt er die Gerhard-Gade-Professur. Die wissenschaftliche Gemeinschaft bemerkte es. 1979 erhielt er die National Medal of Science. 1980 wurde er zum emeritierten Professor ernannt. Er trat zurück, gab aber seine Arbeit nicht auf.
Wir wenden seine Methoden täglich an. Egal, ob Sie ein Arzt sind, der sich einen Weichteilscan ansieht, oder ein Chemiker, der ein neues Medikament analysiert.
