Prof. Charles Townes, Externes Wissenschaftliches Mitglied am MPE, stirbt mit 99 Jahren

"Der Tod von Professor Charles Townes markiert das Ende einer Ära", sagt Astrophysiker Reinhard Genzel, Direktor am MPE und Professor für Physik an der Universität Berkeley. "Er war einer der wichtigsten Experimentalphysiker des letzten Jahrhunderts. Für diejenigen, die ihn als Kollegen oder Studenten kannten, war er ein Vorbild, ein wunderbarer Mentor und eine zutiefst bewunderte und geachtete Person. Seine Stärken waren seine Neugier und sein unerschütterlicher Optimismus, die ihre Wurzeln in seiner tiefen christlichen Spiritualität hatten. "

Townes war 35 als er im Frühjahr 1951 auf einer Parkbank unter blühenden Azaleen in Washington saß und einen Geistesblitz hatte, wie man ein langjähriges Problem lösen könnte: die Erzeugung eines reinen Strahls von kurzwelligem, oder hochfrequenten Licht. Diese Offenbarung - nicht sehr viel anders als eine religiöse Offenbarung, wie Townes glaubte – führte schließlich zum ersten Laser, einem Gerät, das inzwischen überall in der Wissenschaft, der Medizin, der Telekommunikation und der Unterhaltung Anwendung findet. Townes erhielt für diese Entdeckung 1964 den Nobelpreis für Physik gemeinsam mit den beiden Russen Aleksandr M. Prokhorov und Basov Nicolai G., die unabhängig die Idee für einen Maser hatten.

Geboren am 28. Juli 1915 in Greenville, South Carolina, besuchte Townes zunächst die Furman University, die er mit „summa cum laude“ im Jahr 1935 mit einem BS in Physik und einen BA in modernen Sprachen abschloss. Er absolvierte 1936 einen Master in Physik an der Duke University und zog nach Caltech, wo er 1939 seinen Doktortitel erhielt. Seine Doktorarbeit beschäftigte sich mit Isotopentrennung und Kernspins.

Anschließend nahm er eine Stelle als technischer Mitarbeiter bei den Bell Labs in New Jersey an, wo er während des Krieges Radarbombensysteme entwickelte. Danach wandte er sein Know-how in der Mikrowellen-Spektroskopie an, die er für ein leistungsfähiges neues Werkzeug für die Erforschung der Struktur von Atomen und Molekülen und zur Steuerung von Licht ansah. Er setzte diese Arbeit ab 1948 an der Columbia University fort, wo er mit Doktorand James Gordon und Postdoc Herbert Zeiger einen Maser baute. Im Jahr 1961, nach einer kurzen Zeit beim Institute for Defense Analyses, wurde er zum Propst und Professor am MIT ernannt. Er setzte seine Forschung zu Quantenelektronik fort und wandte sich dem neuen Gebiet der Infrarot-Astronomie zu. 1967 wurde er zum Professor-at-large am UC Berkeley Campus ernannt.

Dort erfuhr Townes bald von Plänen des jungen Professors William "Jack" Welch, der ein kurzwelliges Radioteleskop bauen wollte. Townes bot ihm an, einen Teil seiner Berufungsmittel für den Bau eines  Maser-Verstärkers und eines Mikrowellen-Spektrometer zu verwenden, um damit das Teleskop für die Suche nach Hinweisen auf komplexe Moleküle wie Ammoniak im All nutzen zu können. Auch wenn viele Kollegen, einschließlich des Vorsitzenden der Astronomie-Abteilung, der Meinung waren, dass solche Moleküle unmöglich im Weltraum überleben könnten, hielt das Welch und Townes nicht von ihrem Plan ab und 1968 bewiesen sie das Gegenteil. Sie waren die ersten, die nahe dem Zentrum der Milchstraße Moleküle aus drei Atomen entdeckten - Ammoniak und Wasserdampf. Bald wurden weitere, noch komplexere Moleküle entdeckt, was den Nachweis lieferte für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen in jungen und sterbenden Sternen. Dies stärkte die Vorstellung, dass Moleküle aus dem All die Erde mit den Bausteinen des Lebens angereichert haben könnten.

In einer UC Berkeley Labor, das hauptsächlich von Studenten betrieben wurde, erschloss Townes erneut neue Wege im Bereich der Infrarot-Astronomie, richtete seinen Blick im Wesentlichen auf Wärmequellen im Weltraum sowie die Präzisionsinfrarotspektroskopie. Er entwickelte einen neuartigen Infrarot-Detektor mit einem präzisen CO2-Laser, mit dem man diese Wellenlänge des Lichts leichte, ohne Kontamination von heißen Quellen rund um uns untersuchen konnte. Seine Infrarot-Studien des Zentrums der Milchstraße mit Reinhard Genzel zeigten 1985 wirbelnde Gaswolken, die nur um ein sehr massereiches Objekt kreisen konnten, vermutlich ein schwarzes Loch. Diese Entdeckung wurde später von Genzel und anderen bestätigt.

1987 wurde Townes zum Auswärtigen Wissenschaftlichen Mitglied am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik ernannt und arbeitete eng mit dem Infrarot-Team hier zusammen. Das wichtigste gemeinsame Projekt (1986-1995) war das Ferninfrarot-Fabry-Perot-Interferometer (oder abgekürzt: FIFI), ein Instrument für das Kuiper Airborne Observatory (KAO). Dieses Instrument wurde gemeinsam entworfen, gebaut und betrieben, um die Sternentstehung und andere astrophysikalischen Prozesse in unserer Milchstraße und den benachbarten Galaxien zu untersuchen. Die für FIFI entwickelten Technologien wurden am MPE zum Teil weiter ausgebaut für das sehr erfolgreiche PACS-Instrument an Bord des Herschel-Weltraumteleskops.

Townes war ein Mitglied der National Academy of Sciences, National Inventors Hall of Fame, South Carolina Hall of Fame und der Engineering and Science Hall of Fame. Er erhielt Ehrentitel von 25 Hochschulen und Universitäten und zahlreiche weitere Ehrungen, darunter die National Medal of Science, den Comstock-Preis der National Academy of Sciences und die John J. Carty Medaille, die Rumford-Prämie von der American Academy of Arts and Sciences, die Stuart Ballentine Medaille das Franklin Institute (zweimal), die CEK Mees Medaille der Optical Society of America, die Ehrenmedaille des Institute of Electrical and Electronics Engineers, den Plyler-Preis der American Physical Society, die NASA Distinguished Public Service Medal, die Thomas Young-Medaille des Instituts für Physik und der Physikalischen Gesellschaft (England), den Wilhelm Exner-Preis (Österreich) und 1979 die Internationale Niels Bohr Goldmedaille. Im Jahr 2002 erhielt er von der Deutschen Astronomischen Gesellschaft die Karl-Schwarzschild-Medaille.

Außerdem war er Mitglied und ehemaliger Präsident der American Physical Society, Mitglied der American Academy of Arts and Sciences und der National Academy of Engineering und ein ausländisches Mitglied der Royal Society und der Russischen Akademie der Wissenschaften.