Michelson-Interferometer

Willkommen in Potsdam: Dein Rundgang durch die Wissenschaftsgeschichte der Stadt beginnt am Michelson-Interferometer. Das Instrument gehört zu den Grundwerkzeugen der optischen Interferometrie und besteht im Kern aus Spiegeln und einem Strahlteiler. Der Teiler spaltet einen Lichtstrahl in zwei Strahlen, Spiegel schicken sie zurück, und die Wiedervereinigung ergibt ein Interferenzmuster. Das Muster verrät Eigenschaften des Lichts und der Stoffe, mit denen es wechselwirkt.

Albert Abraham Michelson entwickelte das Prinzip im Jahr 1887. Noch im selben Jahr nutzte das Michelson-Morley-Experiment diese Anordnung, um die Bewegung der Erde durch den lichttragenden Äther zu suchen. Das Ergebnis fiel null aus: Das gesuchte Medium existierte nicht, und Einsteins Relativitätstheorie bekam freie Bahn. Das Instrument arbeitet mit Lasern oder weißem Licht und misst dabei winzige Wegunterschiede.

Dieselbe Bauweise dient auch in der Fourier-Transformationsspektrometrie zur Spektrenanalyse und als Twyman-Green-Interferometer beim Test optischer Komponenten. Den größten Auftritt erlebte das Prinzip dennoch 2015: Im Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, kurz LIGO, gelang die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen. Damit bestätigte die Messung eine zentrale Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie. Zwischen der Ätherfrage von 1887 und den Gravitationswellen von 2015 liegt gut ein Jahrhundert. Beide Male entscheidet eine hauchfeine Verschiebung des Lichtwegs.