Am 27. Februar 1940 öffnete ein Durchbruch in der Kernchemie ein bisher unvorstellbares Fenster in die Geschichte: die Entdeckung von Kohlenstoff-14. Dieses radioaktive Isotop, das zunächst als zu instabil für eine Messung galt, wurde zum Grundstein der Radiokarbondatierung und revolutionierte die Archäologie, Paläontologie und unser Verständnis antiker Zivilisationen.
Die Jagd nach einem schwer fassbaren Isotop
Mitte der 1930er Jahre vermuteten Wissenschaftler die Existenz eines Kohlenstoffisotops mit einem ungewöhnlich schweren Kern – zwei zusätzlichen Neutronen. Die vorherrschenden Annahmen deuteten jedoch darauf hin, dass seine Halbwertszeit für einen praktischen Nachweis zu kurz wäre. Unbeirrt beauftragte Ernest Lawrence, Direktor des Berkeley Laboratory, 1939 die Chemiker Martin Kamen und Samuel Rubin mit der Suche.
Fast ein Jahr lang blieben ihre Bemühungen ohne Erfolg. Die vorherrschende Überzeugung war, dass es zu schnell verfallen würde, um noch nützlich zu sein. Dieses anfängliche Scheitern unterstreicht eine häufige Herausforderung in der wissenschaftlichen Forschung: Manchmal erfordern die wirkungsvollsten Entdeckungen die Verfolgung scheinbar Unmöglicher.
Ein zufälliger Durchbruch
Im Januar 1940 veränderte ein verzweifeltes Experiment alles. Kamen und Rubin bombardierten eine Graphitprobe in einem Zyklotron, einem primitiven Teilchenbeschleuniger, mit Deuteronen (schweren Wasserstoffkernen). Das Ziel: Den Kohlenstoff dazu zwingen, Neutronen zu absorbieren und so in eine schwerere, radioaktive Form zu gelangen. Nach 120 Stunden Dauerbetrieb stolperte Kamen erschöpft und desorientiert aus dem Labor. Er wurde kurzzeitig von der Polizei festgenommen, weil sie ihn für einen entflohenen Kriminellen hielt.
Bei seiner Rückkehr entdeckte Rubin schwache Anzeichen von Radioaktivität in der Probe. In den nächsten zwei Wochen raffinierten sie den Kohlenstoff zu Kohlendioxidgas und maßen seine Radioaktivität mit einem Geigerzähler. Zu ihrem Erstaunen zerfiel der Kohlenstoff-14 nicht so schnell wie vorhergesagt. Ihre ersten Berechnungen ergaben eine Halbwertszeit von Tausenden von Jahren – eine Zahl, die später auf etwa 5.730 Jahre verfeinert wurde.
Von der Grundlagenwissenschaft zur historischen Offenbarung
Die Auswirkungen waren sofort klar. Wie die Forscher in ihrer Veröffentlichung vom 15. März 1940 in Physical Review Letters feststellten, birgt langlebiges Kohlenstoff-14 ein enormes Potenzial für chemische, biologische und industrielle Anwendungen. Innerhalb weniger Jahre nutzten Kamen und Rubin das Isotop, um Wege in der Photosynthese aufzuspüren.
Die volle Leistungsfähigkeit von Kohlenstoff-14 wurde jedoch erst 1949 erkannt, als James Arnold und Willard Libby an der University of Chicago seinen Nutzen bei der Datierung organischer Materialien demonstrierten. Durch die Messung des Verhältnisses von Kohlenstoff-14 zu stabilem Kohlenstoff konnten sie das Alter antiker Artefakte und Fossilien genau abschätzen. Libbys bahnbrechende Arbeit brachte ihm 1960 den Nobelpreis für Chemie ein.
Ein durch die Geschichte kompliziertes Vermächtnis
Tragischerweise ist die Geschichte nicht ohne dunklere Wendungen. Samuel Rubin starb 1943 bei einem Laborunfall und Martin Kamen wurde während des Roten Schreckens verfolgt. Seine Verbindung zu Musikern und seine vermeintlichen „linken“ Sympathien führten zu seiner Entlassung aus Berkeley und einem Verhör vor dem Ausschuss für unamerikanische Umtriebe des Repräsentantenhauses. Obwohl Kamen nie wegen Fehlverhaltens verurteilt wurde, wurde er jahrelang von unbegründeten Anschuldigungen überschattet.
Die Entdeckung von Kohlenstoff-14 ist ein Beweis für die Kraft der Beharrlichkeit und des Zufalls. Es hat nicht nur die Nuklearwissenschaft vorangebracht, sondern auch unsere Fähigkeit, die Vergangenheit zu rekonstruieren, revolutioniert und uns mit längst vergangenen Zivilisationen verbunden. Das Vermächtnis von Kamen und Rubin erinnert daran, dass wissenschaftlicher Fortschritt oft mit menschlichen Kosten verbunden ist und dass selbst die objektivsten Entdeckungen in den Gegenströmungen der Geschichte gefangen sein können.
