Vom Zufall in der Wissenschaft

Serendipity: Das englische Wort für die „glückliche Fügung“ drückt aus, was in der Forschung manchmal eine grosse Rolle spielt – der völlig ungeplante „Aha“-Moment im Labor! In dieser Artikelserie geht es um bahnbrechende Erfindungen und Erkenntnisse, die wir im Grunde Zufällen oder Missgeschicken zu verdanken haben.

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Jede und jeder von uns musste wahrscheinlich schon einmal geröntgt werden – sei es nach einem Unfall, der einen Knochenbruch vermuten liess, oder bei einer zahnärztlichen Untersuchung. Dass das heutzutage so einfach geht, haben wir dem Physiker Wilhelm Conrad Röntgen zu verdanken, der 1901 mit der höchsten Auszeichnung der Wissenschaft dafür geehrt wurde: er wurde Preisträger des allerersten Nobelpreises.

Ein nobelpreiswürdiger Zufall

Dabei war Röntgens Entdeckung im Jahr 1895 purer Zufall gewesen: Der damals 50-jährige Professor hatte, wie auch andere Wissenschaftler seiner Zeit, schon einige Monate mit Kathodenstrahlröhren geforscht. Diese senden einen gebündelten Strahl von Elektronen aus, deren Natur zu diesem Zeitpunkt aber noch nicht im Detail bekannt war. Eines Abends bemerkte er, wie ein speziell beschichtetes Stück Papier, das zufällig im Raum lag, bei einem seiner Experimente an dem Kathodenstrahler zu leuchten begann. Dies geschah auch noch, als er den Strahler mit dickem Papier abschirmte. Rasch verstand er, dass von dem Kathodenstrahler unsichtbare Strahlen ausgehen mussten, welche die Abschirmung durchdringen konnten und danach das beschichtete Papier auf eine noch unbekannte Art und Weise zum Leuchten anregten: Er hatte, wie wir heute wissen, eine Form von Bremsstrahlung entdeckt. Diese entsteht, wenn elektrisch geladene Teilchen – wie Elektronen – in ihrer Bewegung beschleunigt, abgebremst oder abgelenkt werden.

Röntgenaufnahme einer linken Hand — Dieses Originalbild zeigt die Röntgenaufnahme der Hand von Albert von Kölliker samt Ringen, die Wilhelm Conrad Röntgen bei einer Vorführung im Jahre 1896 erstellte. Daraufhin wurden die „X-Strahlen“ auf Deutsch in „Röntgenstrahlen“ umbenannt; auf Englisch blieb jedoch der Name „X-rays“ geläufig. Bild: Wikimedia Commons

X – die unbekannte Strahlung

Röntgen nannte die unbekannten Strahlen „X-Strahlen“. Aus seiner persönlichen Erläuterung des Vorfalls geht nicht eindeutig hervor, ob die X-Strahlen auf dem beschichteten Papier oder auf einem Leuchtschirm für ihn sichtbar wurden. Klar ist aber, dass Röntgen in mehreren intensiven Wochen voll weiterer Experimente die geheimnisvollen Strahlen immer genauer verstand. Sie konnten nicht nur Abschirmungen durchdringen, sondern auch Holz, Gewebe und andere Materialien – nicht aber Knochen oder Metall. Es gelang Röntgen, die Hand seiner Frau zu durchleuchten und ihre Handknochen und Ringe auf einer Fotoplatte abzubilden: Der Grundstein für die heutigen Röntgenaufnahmen war gelegt. Schon bald war das mediale Interesse geweckt, und Röntgen hätte seine neue Entdeckung patentieren können. Das wollte er aber nicht, denn er war der Meinung, dass seine Entdeckung nicht einem Unternehmen, sondern der Allgemeinheit gehören solle.

Ein grosser Fortschritt für die Medizin

Bereits wenige Jahre nach der Entdeckung der Röntgenstrahlen 1895 wurden diese in der medizinischen Diagnostik eingesetzt. Während des 1. Weltkrieges erlangte die Technik der „Durchleuchtung“ grosse Bedeutung bei der Untersuchung von Schussverletzungen. Strahlenschutz war jedoch ein Thema, dem man zunächst wenig Beachtung schenkte. Heute ist bestmöglicher Schutz von Patientinnen und Patienten sowie Untersuchenden Standard, damit niemand höheren Strahlendosen ausgesetzt ist als unbedingt notwendig. Denn Röntgenstrahlen werden immer noch täglich in der medizinischen Diagnostik verwendet, um Knochen, Zähne oder anderes Körpergewebe zu betrachten und zu untersuchen.

Tiere durchleuchtet: Wer ist wer?

Auch in der Tiermedizin gehört das Röntgen zum Standard bei der Diagnose von inneren Verletzungen. Diese Galerie zeigt die Besonderheiten verschiedener tierischer Skelette, wie sie sich dem Röntgenblick präsentieren. Wer oder was lag auf dem Röntgentisch? Das folgende Bild verrät jeweils die Antwort.