Otto Stern (1888–1969) war ein deutsch-amerikanischer Physiker und einer der bedeutendsten Pioniere der experimentellen Quantenphysik. Sein Name ist untrennbar mit dem „Stern-Gerlach-Versuch“ verbunden, der den Quantenspin experimentell nachwies – ein Prinzip, das die Grundlage der modernen Magnetresonanztomografie (MRT) bildet.
Biographical Data
Stern wurde 1888 in Sohrau (Oberschlesien, heute Polen) geboren. Er studierte in Breslau und Göttingen und arbeitete unter Albert Einstein. Nach seiner Emigration in die USA im Jahr 1933 war er Professor in Pittsburgh. 1943 erhielt er den Nobelpreis für Physik für seine Beiträge zur Molekularstrahlmethode. Er starb 1969 in Berkeley, Kalifornien.
Scientific Contributions
Zusammen mit Walther Gerlach führte Otto Stern 1922 das berühmte „Stern-Gerlach-Experiment“ durch:
Ein Strahl silberhaltiger Atome wurde durch ein inhomogenes Magnetfeld geleitet und zeigte eine diskrete Ablenkung, die nicht klassisch, sondern nur quantenmechanisch erklärbar war.
Dieses Ergebnis bewies:
– die Existenz des Spins als quantenmechanische Eigenschaft
– die Raumquantelung des Drehimpulses
– die Anwendbarkeit quantenmechanischer Prinzipien auf makroskopisch messbare Systeme
Diese Erkenntnisse waren grundlegend für die spätere Entwicklung der Quantenmechanik, der Kernspinphysik und der Bildgebung.
Bedeutung in MRT-Physik und medizinischer Bildgebung
Ohne das Verständnis des Spins und der magnetischen Momente von Atomkernen, wie es durch Sterns Arbeiten experimentell gesichert wurde, wäre die Magnetresonanztomografie (MRT) nicht denkbar.
Die NMR-Physik (nuclear magnetic resonance) beruht auf dem gezielten Anregen und Nachweis von Spins in einem Magnetfeld – ein direkter Anwendungsfall des Stern’schen Forschungsprogramms.
Sources and Literature
Stern O, Gerlach W. Der experimentelle Nachweis der Richtungsquantelung im Magnetfeld. Z Phys. 1922.
Pais A. Subtle is the Lord. Oxford University Press, 1982.
Bushberg JT et al. The Essential Physics of Medical Imaging. Wolters Kluwer, 2021.
Netter FH. Atlas of Human Anatomy. Elsevier, 2023.
