Charles Hard Townes

Der Physik-Nobelpreisträger Charles Hard Townes studierte an der Furman University in Greenville (South Carolina) und schloss 1935 mit dem Bachelor of Science in Physik und dem Bachelor of Arts in modernen Sprachen ab. Nach dem Master of Arts in Physik an der Duke University (North Carolina) 1936 promovierte er 1939 am California Institute of Technology über Isotopentrennung und Kernspin. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete Townes in den Bell Laboratories an der Entwicklung von radargestützten Bombensystemen.

Nach Kriegsende fokussierte er, auf die Radarforschung aufbauend, die Erforschung der Mikrowellentechnologie in der Spektroskopie. Spektroskopie ist ein Sammelbegriff für eine Klasse experimenteller Verfahren, die untersuchen, wie eine Probe Energie in Form von Lichtquanten aufnehmen oder abgeben kann. Diese Forschungen setzte er auch nach seiner Berufung zum Associate Professor für Physik an der Columbia University, die 1948 erfolgte und 1950 in eine Professur umgewandelt wurde, fort. Townes forschte über die Wechselwirkung von Mikrowellen mit Molekülen sowie die Verwendung von Mikrowellenspektren zu Analyse der Struktur von Molekülen, Atomen und Atomkernen. Bereits im Jahr 1952 entwickelte er die Idee für einen so genannten Maser - microwave amplifi cation by stimulated emission of radiation - und testete zwei Jahre später einen Apparat, der elektromagnetische Wellen erzeugen und verstärken konnte. 1958 wurde von Townes gemeinsam mit Arthur Leonard Schawlow (1921-1999) das Maserprinzip auf das Licht übertragen und führte zur Entwicklung des Lasers. Townes erhielt 1964 gemeinsam mit Nikolai Bassow (1922-2001) und Alexander Prochorow (1916-2002) für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenelektronik, die zur Konstruktion von Oszillatoren und Verstärkern auf Basis des Maser-Laser-Prinzips führten, den Nobelpreis für Physik.

Ab 1967 beschäftigte er sich an der University of California mit Astrophysik, insbesondere mit der Erforschung interstellarer Moleküle. Ihm gelang es als Erstem, komplexe Moleküle in der interstellaren Materie nachzuweisen und die Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße zu messen. Weitere Forschungen von Townes betreffen die Bereiche nichtlinearer Optik, Radio- und Infrarotastronomie. Townes wurde auch für seine astronomischen Forschungen ausgezeichnet, so 2002 mit der Karl-Schwarzschild- Medaille der deutschen Astronomischen Gesellschaft.