Fast auf den Tag genau 35 Jahre lang bemühten sich Forscher rund um den Erdball, eine Erfindung zu Ende zu erfinden, die für die Naturwissenschaft, besonders für Biologie und Medizin, von größter Bedeutung ist: das Elektronenmikroskop. Sie versuchten, die Grenze der Leistungsfähigkeit dieses Geräts, das Äußerste, was nach der physikalischen Theorie damit möglich ist, zu erreichen. Jetzt meldet eine Berliner Forschergruppe, sie sei an diesem Ziel angelangt.

Am 10. September 1931 hatten Dr. Max Knoll und der Student Ernst Ruska vom Hochspannungsinstitut der Technischen Hochschule Berlin einer Fachzeitschrift einen Aufsatz eingereicht, in dem sie über den Bau des ersten Elektronenmikroskops berichteten. Sie nannten es Übermikroskop und erklärten alsbald: „Die theoretische, durch die Wellennatur des Elektrons gegebene Grenze des Auflösungsvermögens ... liegt bei atomaren Dimensionen.“

Am 29. August 1966, also 35 Jahre später, hielt Dr. Dieter Riecke ein Mitarbeiter des inzwischen längst zum Professor avancierten Ernst Ruska, auf dem 6. Internationalen Kongreß für Elektronenmikroskopie in Kyoto (Japan) einen der Hauptvorträge. Darin gab er der Fachwelt bekannt, daß in der von Professor Ruska geleiteten Forschungsstätte – dem zur Max-Planck-Gesellschaft gehörenden Institut für Elektronenmikroskopie am Fritz-Haber-Institut in Berlin-Dahlem – ein Elektronenmikroskop entwickelt worden ist, das den Berechnungen und Konstruktionsmerkmalen zufolge Atome sichtbar macht und mithin die Traumgrenze erreicht.

Schwierigkeiten ganz besonderer Art brachten es mit sich, daß dieser Erfolg mehr als drei Jahrzehnte auf sich warten ließ. Das Elektronenmikroskop, wie es Knoll und Ruska erstmals gebaut hatten, war unvollkommen. Ein gutes Dutzend voneinander völlig unabhängiger Fehlerquellen beeinträchtigten die Schärfe des elektronenoptischen Bildes. Die Fehler zu vermindern, kam einer Sisyphus-Arbeit gleich.

Denn hier geht es nicht mehr um Millimeter-Genauigkeit, hier kommt es auf den millionstel und zehnmillionstel Millimeter an. Wenn etwa das Gebäude, in dem die Anlage steht, oder der Strom, mit dem sie betrieben wird, ein wenig schwanken, gleich gibt es keine scharfe elektronenmikroskopische Abbildung mehr. Andere, kompliziertere Fehler: uneinheitliche Länge der Elektronenwellen, mangelnde Rundheit des Objektivs, Ausdehnung des Präparats infolge Erhitzung durch den Elektronenstrahl, Verrußen des Objekts durch eine Kohlenstoffschicht, die sich beim Auftreffen von Elektronen auf „Restgase“ im evakuierten Mikroskop-Rohr bildet.

Trotz dieser und anderer Fehler konnte das Elektronenmikroskop seinen wissenschaftlichen Siegeszug antreten. Denn auch bei nur geringer Verbesserung des Geräts im Laufe der Jahre war seine Leistung der des Lichtmikroskops weit überlegen. Nur etwa tausendfach vergrößern Lichtmikroskope und lassen im Präparat Einzelheiten von zwei zehntausendstel Millimeter Abstand erkennen. Die besten kommerziellen Elektronenmikroskope dagegen schaffen heute eine zweihunderttausendfache Vergrößerung und eine Auflösung, die in den Objekten punktförmige Details sichtbar macht, die nur noch einen oder einen halben millionstel Millimeter nebeneinander liegen. Das entspricht einer Auflösung von einem millionstel beziehungsweise neun zehnmillionstel Millimeter.

Für Biologen und Mediziner bedeutet dies, daß sie mit dieser kaum mehr vorstellbaren Vergrößerung und Auflösung immerhin schon grobe Einzelheiten in Bakterien oder Viren ausmachen können. Zahlreiche medizinische Erkenntnisse, Fortschritte und Entdeckungen, vor allem auf dem Gebiet der Viren- und Bakterien-Erkrankungen verdanken wir daher ausschließlich dem Elektronenmikroskop.