Wo Diamanten kräftig gedrückt werden
Professor Ronald Miletich betreibt experimentelle Hochdruckforschung am Mineralogischen Institut der Universität Heidelberg
"Viele denken bei dem Wort Mineralogie an eine verstaubte Wissenschaft", sagt Professor Ronald Miletich. Der 39-jährige Wissenschaftler runzelt die Stirn. Seit 2002 ist er Universitätsprofessor am Mineralogischen Institut der Universität Heidelberg und leitet dort die Arbeitsgruppe "Mineralphysik und Strukturforschung".
Aus Ruß wird...
Der Begriff "Mineralphysik" ist so neu, dass er weder im normalen Lexikon noch in Wikipedia verzeichnet ist. Gemeinsam mit Forschern aus Deutschland, Japan, aus den USA und aus der Schweiz arbeitet Professor Miletich an der vordersten Front der Grundlagenforschung. "In einigen Bereichen stehen wir vollkommen am Anfang", sagt Professor Miletich, "das ist faszinierend."
Wer im Labor von Professor Miletich ist, der entdeckt mitten in den wissenschaftlichen Aufbauten sofort die originale Holzkiste einer Wiener Sachertorte. Denn Ronald Miletich ist in Wien geboren, dort hat er Mineralogie und Kristallographie studiert und promoviert. Dann bewarb er sich beim Bayerischen Geoinstitut der Universität Bayreuth für eine Stelle der Hochdruckforschung.
"Ich wusste wenig über die Hochdruckforschung", sagt er, "ich war einfach frech." Unter 80 Bewerbern kam er auf den zweiten Platz und wurde Gastforscher als Alexander-von-Humboldt-Stipendiat. Und er hatte sein Spezialgebiet gefunden. Später wirkte er an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich, dann kam er als Experte für die "Experimentelle Hochdruckforschung" nach Heidelberg. Professor Miletich untersucht, wie sich Kristalle unter Druck verändern. Es gilt: Je kleiner eine Fläche ist, desto höher ist der Druck, den man ausüben kann. Deshalb arbeitet der Forscher mit winzigen Flächen, die wie zwei Stempel aufeinandergepresst werden. Ein Beispiel: Zwei kleine Diamanten werden in zwei Metall-Rahmen eingesetzt, so dass zwei Druckstempel entstehen. Die Diamantstempel werden aufeinandergelegt. Dazwischen liegt eine feine Folie aus Edelstahl mit einem winzigen mit flüssigem Gas gefüllten Hohlraum als Druckkammer. Dann schraubt Professor Miletich mit vier Schrauben die Rahmen zusammen. Ohne jede maschinelle Hilfe entsteht so ein Druck von mehreren Millionen (!) Bar (Zum Vergleich: Ein Autoreifen hat einen Druck von rund zwei Bar). Zusätzlich kann man die Probe auf bis zu 1000 Grad Celsius erhitzen.
Unter diesen extremen Bedingungen verändert sich die atomare Struktur der Kristalle. Das kann Professor Miletich mit dem Mikroskop oder mit Hilfe von laboreigenen Röntgenquellen sichtbar machen. Für manche Messungen fährt er nach Grenoble, wo man mit dem europaweit größten Teilchen-Beschleuniger die sogenannte Synchrotronstrahlung ausnützt, um noch genauere Messungen vorzunehmen. Er fliegt sogar nach Japan, wo am weltgrößten Synchroton-Ring die besten Messungen möglich sind.
...hier ein Diamant
Wie also verändern sich Stoffe unter Druck? Mit einem Zwinkern spricht Professor Miletich vom "Making of Diamands": Wird zum Beispiel schwarzer Ruß extremem Druck ausgesetzt, verwandelt er sich in einen durchsichtigen Diamanten.
Wofür braucht man solche Forschungen? Mit diesen Versuchen kann man die Bedingungen und Prozesse nachstellen, unter denen unsere Erde entstanden ist. So wird zum Beispiel eine bessere Vorhersage von Erdbeben möglich. Auch die Weltraumforschung und die Industrie haben ein Interesse an den Versuchen. "Wir betreten Neuland", sagt Prof. Miletich. Das macht es so spannend.
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