Persönlichkeiten 011 - Andrej Dmitrijewitsch Sacharow

21. März 2018

Einleitung

In meinen Artikeln der Rubrik Persönlichkeit habe ich schon einige Male russische Wissenschafter vorgestellt. Zwei davon waren Physiker [1, 2], einer Mathematiker [3], einer ein fehlgeleiteter Pseudowissenschafter [4]. Alle diese Menschen lebten in der Zeit der Sowjetunion, ein politisches System, in dem Wissenschaft in vielerlei Hinsicht gepflegt wurde und viele Wissenschafter ein verhältnismässig angenehmes Zivilleben führen konnten. Aber dieses politische System war sehr unerbittlich, bereits wenn es marginal kritisch herausgefordert wurde. Besonders in der Anfangszeit und der Zeit des Stalin'schen Grossen Terrors konnte ein leichter Widerspruch zu grossen Konsequenzen bis zur langen Haft im Arbeitslager, Folter und Erschiessung führen. Renommierte Wissenschafter konnten sich im Vergleich zur normalen Bevölkerung sicherlich mehr erlauben, aber auch bei ihnen wurde Druck ausgeübt, den vorgegebenen Rahmen weder in Frage zu stellen, noch zu verlassen.

Dass sich Wissenschafter auch über ihr Expertengebiet Gedanken machen und versuchen, ganz allgemein Dinge mit ihrem Verstand zu erfassen, durchzudenken und möglicherweise zugehörige Theorien zu veröffentlichen, ist gerade aus heutiger Sicht ein ziemlich gewöhnlicher Vorgang. Wer kreativ sein muss, braucht Futter für seinen Verstand und beschäftigt sich bei nicht vollständiger Auslastung gerne noch mit anderen Dingen. In der UdSSR verbat man sich solches aber sehr scharf. Auch in anderen Ländern waren teilweise bis ins 20. Jahrhundert Politik und Militär vornehmlich Sache der Adligen. Kritische Stimmen waren unerwünscht, aber in Ländern wie etwa der untergegangenen Donaumonarchie konnte man sich in der Geschäftstätigkeit einigermassen frei entfalten. Es war also klar, wo man etwas tun durfte und wo man zu schweigen hatte.

_{Porträt von Andrej Sacharow [5] auf einer Briefmarke der späten UdSSR 1991.

Aus einer Serie von Briefmarken zu Ehren sowjetischer Friedensnobelpreisträger.}

Der eine Physiker, den ich bereits vorgestellt habe, Lew Landau [1], wurde in den 1930er Jahren einmal kurzzeitig verhaftet. Die Persönlichkeit, um die es in diesem und einem zusätzlichen Artikel geht, ist noch einmal etwas bekannter als Lew Landau. Andrei Dmitrijewitsch Sacharow (russisch Андрей Дмитриевич Сахаров) (1921-1989) [6] wurde deswegen sehr bekannt, weil er Teil des Forschungsteams war, das in der UdSSR die Entwicklung der thermonuklearen Waffe, der Wasserstoffbombe, durchführte. Als Forscher an diesem Projekt erreichte er noch keine grössere Bekanntheit, da die Arbeit daran strenger Geheimhaltung unterlag. Diese erlangte er dann, als er begann, politisch aktiv zu werden. Er verfasste Aufsätze zur Weltpolitik, über die nukleare Ab- und Aufrüstung, über den im Vergleich zum massiven Drohpotentials schmächtigen Frieden.

Sacharows Leben kann gut in zwei Teile gegliedert werden. Der erste Teil ist der des sehr talentierten jungen Wissenschafters, der Karriere macht, Mitglied in der Akademie der Wissenschaften ist und mithilft, ein Grossprojekt zu realisieren. Dies bringt ihm eine hohe Stellung und einige Preise ein. Der zweite Teil ist der des kritischen Autors, Dissidenten und Bürgerrechtlers, der von der Politik zwar überraschend weit in Ruhe gelassen wird, aber schliesslich doch in eine Mühle der Repression gerät.

Sacharow - Der Physiker

Die nachfolgende Kurzbiographie über das Heranwachsen und Leben als Wissenschafter stützt sich im Wesentlichen auf den Eintrag bei Wikipedia [6] und das Buch Den Frieden retten! [7] von 1983. In diesem finden sich sowohl in der Einleitung der Herausgeberin, als auch bei der kurzen Autobiographie einige interessante Punkte.

Jahr	Ereignis
1921	Andrej Sacharow kam am 21. Mai als Sohn des Physikers Dmitrij Sacharow in der Hauptstadt Moskau [8] zur Welt. Er erlebte seine Kindheit in einer Kommunalwohnung, die vor allem von Verwandten bewohnt wurde, genoss anfangs Privatunterricht und entwickelte nur wenig Begeisterung für seine Altersgenossen. Das Familienumfeld wird mit arbeitsam, leistungsaffin, begeistert von Literatur, Wissenschaft und Musik beschrieben. Es war eine Familie, die zur Russischen Intelligenzija [9] gezählt wurde, einem Phänomen, das ziemlich einzigartig in Russland vorkam, wobei sich die Definition des Begriffs aufgrund der grossen Umwälzungen der letzten 150 Jahre in Russland nicht gleichbleibend für stets die gleichen Leute verwenden lässt.
1938	Im Alter von 17 Jahren schloss Andrej Sacharow die Schule ab und begann an der Universität in Moskau ein Studium der Physik.
1942	Der aus Russischer Sicht Grosse Vaterländische Krieg [10] begann, die Wirren des Krieges erreichten bald die Umgebung von Moskau. Sacharow schloss sein Studium deswegen nicht in Moskau, sondern in der Evakuierung im turkmenischen Aschchabad (Hauptstadt) [11] ab. Danach arbeitete Sacharow kurzzeitig in Kowrow (Oblast Wladimir) [12], bevor er in der Nähe von Melekess (Oblast Uljanowsk) [13] Landarbeit als Holzfäller verrichten musste. Noch im selben Jahr konnte er eine Stelle als Entwicklungsingenieur in der Produktion einer Waffenfabrik in Uljanowsk [14] an der Wolga antreten. Der Krieg dominierte das Geschehen und es wurden eher Leute in der Kriegsgüterproduktion gebraucht, als in der wissenschaftlichen Grundlagenforschung. Neben seiner Tätigkeit fand Sacharow damals noch etwas Zeit für seine ersten eigenen, wissenschaftlichen Aufsätze im Bereich der theoretischen Physik. Er meinte später, dass er sich damit die Selbstsicherheit und das Selbstbewusstsein erarbeitete, auf die man als Forscher angewiesen ist. Für mich sehr interessant und bestätigend, dass Sacharow das in seiner kompakten Autobiographie erwähnt.
1943	Eheschliessung mit Klawdija Alexejewna Wichirewa, aus der Ehe gingen zwei Töchter - Tatjana und Ljubow - und ein Sohn - Dmitri - hervor.
1945	Nach dem Ende des Krieges konnte endlich wieder an die wissenschaftliche Karriere gedacht werden und Sacharow absolvierte sein Doktorat beim Lebedew-Institut [15] in Moskau unter dem Professor Igor Tamm (1895-1971) [16]. 1947 wurde er promoviert für Arbeiten im Bereich kosmischer Strahlung.
1948	Ordentliche Forschertätigkeit im ersten sowjetischen Atomwaffenprojekt unter Igor Kurtschatow (1903-1960) [17]. Bis 1968 forschte Sacharow an nuklearwaffentechnischen Projekten.
1953	Aufnahme in die Sowjetische Akademie der Wissenschaften, dazu Held der sozialistischen Arbeit und Stalinpreis. 12. August, Zündung der ersten Wasserstoffbombe [18] sowjetischen Typs.
1950er?	Wechsel nach Arsamas-16, das heute Sarow [19] heisst und sich in der Oblast Nischni Nowgorod befindet. Dort wurde an dem strengst geheimen Nuklearwaffenprogramm gearbeitet. Noch heute unterhält Rosatom dort ein grosses Zentrum und die Stadt gilt als geschlossene Siedlung [20]. Bekannte Mitarbeiter von Sacharow waren dort Juli Borissowitsch Chariton (1904-1996) [21] und Jakow Borissowitsch Seldowitsch (1914-1987) [22].
1956	Lenin Preis.
1958	In der zweiten Hälfte, Beginn der politischen Aktivitäten von Andrej Sacharow.
1961	Zündung der Zarenbombe [23] am 30. Oktober, 50 MT TNT Äquivalente. Bis heute die stärkste, von Menschenhand ausgelöste Detonation. Danach Opposition gegen Tests von noch grösseren Bomben gleichen Typs, direkt bei Generalsekretär Nikita Chruschtschow (1894-1971) [24].
1962	Initiative von Wissenschaftern gegen den (Pseudo-)Biologen Trofim Lyssenko [4], an der sich Sacharow beteiligte. Lyssenko genoss bei Stalin und Chruschtschow hohes Ansehen. Der Biologe Nikolai Wawilow (1887-1943) [25] fiel ähnlichem Widerstand 20 Jahre zuvor noch zum Opfer. KGB-Chef in den 1960ern war Wladimir Jefimowitsch Semitschastny [26].
1963	Am 05. August wurde der Partial Test Ban Treaty [27] in Moskau unterzeichnet. Ein Vertrag, der das Testen von Nuklearwaffen in der Luft, im Wasser und im Weltraum untersagte. Nicht beigetreten sind die Atommächte Frankreich und VR China.
1965	Rückkehr zur Grundlagenforschung im Bereich der Teilchenphysik und Weltraumforschung.
1968	Entlassung aus der Forschung am Nuklearwaffenprogramm der Sowjetunion und Rückkehr an das Lebedew-Institut in einer Position weit unterhalb seiner Fähigkeiten. Vorangegangen waren Sacharows offene Opposition gegen die gewaltsame Zerschlagung des Prager Frühlings (Pražské jaro) [28] und die Veröffentlichung des Memorandums Gedanken über Fortschritt, friedliche Koexistenz und geistige Freiheit (englisch in der NY Times Reflections on Progress, Peaceful Coexistence, and Intellectual Freedom) [29].
1969	Andrei Sacharows erste Ehefrau, Klawdija Alexejewna Wichirewa, starb früh an einer Krankheit.
1969	Wahl in die American Academy of Arts and Sciences.
1972	Zweite Ehe mit Elena Georgijewna Bonner (1923-2011) [30], einer Kinderärztin und Politikerin. Auch für sie war es die zweite Ehe. Sie stammte aus einer jüdischen Familie, Sacharow stammte aus christlichem Hause, bezeichnete sich seit dem 14. Altersjahr als nichtgläubig und zumindest den organisierten Gemeinschaften sehr skeptisch eingestellt, gerade wegen ihrer Liebe zur Dogmatik [31].
1973	Wahl in die US-Amerikanische National Academy of Sciences.
1975	Friedensnobelpreis für die Leistungen bei der Unterstützung Andersdenkender und seinem Streben nach einer rechtsstaatlichen und offenen Gesellschaft [32]. Sacharow durfte nicht nach Oslo reisen und den Preis entgegennehmen. Ehefrau Elena Bonner wurde es erlaubt.
1982	Publikation des englischsprachigen Buches mit einer Sammlung von Sacharows wissenschaftlichen Erkenntnissen, Collected scientific works [33].

Weitere Lebensdaten, die mit den Aktivitäten als Dissident zusammenhängen und in diese Zeit fallen, werden sich im zweiten Teil finden.

Sacharows Verdienste in der Physik

Meilensteine in der Physik, die von Sacharow massgeblich mitgestaltet wurden [6]. Einen Nobelpreis bekam er dafür aus nachvollziehbaren Gründen nicht. Vor allem weil seine Forschung weitgehender Geheimhaltung unterlag und so kaum vom Nobelpreiskomitee hätte ausreichend geprüft werden können.

Kernwaffentechnik

Sacharows Ideen, die Teil der Entwicklung der Wasserstoffbombe wurden, waren die folgenden:

eine Boosteranordnung mit Fusionsbrennstoff im Fissionsteil,
eine nach einem russischen Blätterteig Sloika benannte Schichten-Variante
Lithiumdeuterid (LiD) als fester Fusionsbrennstoff
Zweistufige Konfiguration, in Russland als Sacharows Dritte Idee bekannt, im Westen als Teller-Ulam Design, damit wurden Wasserstoffbomben im Megatonnenbereich (TNT-Äquivalent) möglich

Kernfusion

Die Wasserstoffbombe wird auch Fusionsbombe genannt, stellt aber eine sehr wenig kontrollierte Ausführung dar. Sacharow lieferte mehrere Grundideen zur Umsetzung kontrollierter Kernfusion. Von Sacharow und Igor Tamm stammt das noch heute favorisierte Konzept des thermonuklearen Reaktors mit magnetischem Einschluss, diese Anordung wird auch Tokamak [34] genannt.

Auch die mit Myonen katalysierte Version der Kernfusionsreaktion, die auch Kalte Fusion genannt wird [35], und der Einsatz gepulster Laserstrahlung zur Aufheizung von Fusionsbrennstoff, auch Trägheitsfusion genannt [36], stammen von Sacharow. Zum Thema kontrollierte Fusionsreaktionen habe ich ein frei zugängliches Buch von 1975 gefunden, Controlled Thermonuclear Reactions [37]. Darin blättern kann spannend sein, weit wird man als Physiklaie mit dem Verständnis wohl nicht kommen. Aber wer solche Inhalte nicht wirklich versteht, befindet sich in guter Gesellschaft der überwiegenden Mehrheit der Menschen.

Impulstechnik

1951 Grundideen für den Flusskompressionsgenerator [38], ein spezieller Typ von Impulsgenerator, der durch die Detonation eines Sprengstoffes und die dabei erfolgte Kompression einer Spule hohe magnetische Flussdichten erzeugen kann.
Erste Flusskompressionsgeneratoren wurden MK-(Magnet-kumulative)-Generatoren genannt. Der erste davon, der MK-1, produzierte für kurze Zeit Flussdichten von 2,5 kT (Kilotesla).
Der folgende MK-2 wurde 1953 entwickelt, maximale elektrische Impulsströme von 100 MA.
Eine daraus folgende Anordnung, wurde von Sacharow Plasma-Kanone genannt: Ein kleiner Aluminiumring wurde durch die induzierten Wirbelströme zu einem auf 100 km/s beschleunigten Plasma-Torus verdampft.
Aus den Ergebnissen der Versuche schlug Sacharow vor, mit durch Nuklearexplosion betriebenen Generatoren Teilchenbeschleuniger für Protonen-Zusammenstöße zu bauen.

Teilchenphysik und Kosmologie

Die bedeutendste Arbeit Sacharows in der Kosmologie war die Erklärung der Baryonenasymmetrie des Weltalls, welche 1967 veröffentlicht wurde. Hierfür stellte er drei Grundbedingungen auf, die später nach ihm benannten Sacharowkriterien, die noch heute die Basis entsprechender Theorien bilden

Verletzung der C- und CP-Invarianz (C Charge, Ladung; P Parity, Parität)
Verletzung der Erhaltung der Baryonenzahl
Thermodynamisches Nicht-Gleichgewicht

Diese Ideen blieben zunächst weitgehend unbeachtet, bis sie Ende der 1970er Jahre eine Renaissance erlebten. 1968 schrieb Sacharow auch einen kurzen Aufsatz über die induzierte Gravitation. Damit lieferte er Anstöße zum Thema Quantengravitation, wobei er die Gravitation als einen durch Vakuum-Anregungen von anderen Feldern erzeugten (induzierten) Effekt ansah. Diese Theorien wurden später etwa von Stephen Adler [40] weiter verfolgt.

Sacharow war auch der erste, der Modelle mit über die Gravitationskraft verbundenen Universen untersuchte. Das ist heute in Branenkosmologien in Theorien mit Extra-Dimensionen aktuell. In seiner Vorstellung war dabei das andere Universum aus Antimaterie zusammengesetzt und mit umgekehrter Zeitrichtung, so dass insgesamt CPT-Symmetrie vorhanden war.

Für die subatomaren Elementarteilchen Mesonen [42] und Baryonen [43] stellte Sacharow 1975 Massenformeln auf.

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