Drängten sich noch vor wenigen Jahrzehnten beim Gedanken an Speicher Vorstellungen von einer mit Schinken oder Korn gefüllten Vorratskammer auf, so lassen die modernen Speicher kaum das Wasser im Munde zusammenlaufen: Sie sind vornehmlich technische Einrichtungen, gefüllt mit „Information“ beispielsweise.

Immerhin gibt es unter diesen Informationsspeichern einen wissenschaftlichen Leckerbissen: einen Speicher, der wegen seines gewaltigen, bisher technisch unerreichten Fassungsvermögens Aufsehen erregt. „Die Inhalte aller Bücher, die Menschen jemals geschrieben haben, paßten in solch einen Speicher von nur einem Kubikmeter Größe“, erläutert Eckhard Krätzig das Wunderding, das der Professor am Fachbereich Physik der Universtität Osnabrück zusammen mit Kollegen aus dem In- und Ausland entwickelte und auch noch verbessern will.

Ob die Informationen als Buchstaben oder Zahlen, Bilder oder Töne vorliegen, Wege zu ihrer Speicherung haben Wissenschaftler schon viele ersonnen. Mit Photographie, Schallplatte, Ton- und Videoband oder den in Taschenrechnern gebräuchlichen Halbleitern ist es ihnen gelungen, Informationen mechanisch, optisch, magnetisch oder elektronisch zu konservieren. Das jüngste Kind der Informationstechniker gleicht nun dem grundlegenden Prinzip der alten Speichertechnik Photographie: Es werden Bilder in einem Material aufgezeichnet, wobei jedoch Bilder und Material etwas Besonderes sind.

Das Material ist ein ungewöhnlicher Kristall, dem niemand seine Fähigkeiten ansieht – falls er überhaupt zu sehen ist: Denn Lithiumniobat, so heißt die Kristallsubstanz, kommt nirgendwo natürlich vor. Die mit aufwendigen Verfahren künstlich gezüchteten Kristalle können – die physikalischen Vorgänge in ihrem Inneren einmal ignoriert – ganz ähnlich wie ein Film belichtet werden und auf diese Weise irgendwelche Bilder speichern. Anders als ein üblicher Photofilm mit seiner Körnigkeit vermag der Kristall immens verkleinerte Bilder aufzunehmen. Sie können dann mit guter Qualität wieder in der ursprünglichen Größe reproduziert werden.

Die besonderen Bilder sind Hologramme. So heißen dreidimensionale Überlagerungserscheinungen von Laserlichtwellen, in denen das eigentliche Bild als Gewirr feinster Linien und Kreise verschlüsselt ist. Diese Muster verblüffen, und dafür sind sie bekannt: Wird ein holographischer Speicher mit Laserlicht bestrahlt, so entsteht wieder das ursprüngliche Bild – und das sogar räumlich. Aber nicht, auf diesen räumlichen Effekt legen Forscher wie Krätzig wert, sondern auf die kaum weniger erstaunliche Eigenschaft, daß bei der Verwendung von Hologrammen viele Abbildungen übereinander aufgezeichnet und auch wieder getrennt – jede etwas verdreht zur anderen – rekonstruiert werden können.

Der Kristallspeicher ist das Ergebnis jahrelanger Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in amerikanischen, französischen und deutschen Labors. Auf deutscher Seite war das Forschungslabor des Elektrokonzerns Philips in Hamburg wesentlich beteiligt; dort hat auch Krätzig zuvor gearbeitet. Mit dem Kniff der übereinanderliegenden Minibilder konnten die Forscher die Kapazität von Speichern um das Millionenfache steigern. Während herkömmliche Speicher etwa zehntausend bits – Informationseinheiten – in einem Rauminhalt von nur einem Kubikzentimeter unterbringen, schafft der Superspeicher zehn Milliarden bits in dem gleichen Kristallvolumen. „Damit kommen wir zum erstenmal an die gigantischen Speicherdichten heran, wie wir sie bisher nur aus dem biologischen Bereich kennen“, meint Krätzig. „So dürften im menschlichen Gehirn Informationen ähnlich dicht gepackt sein.“

Die Informationsdichte allein macht freilich nicht die Qualität eines Speichers aus. Eine ebenso wichtige Kenngröße ist die Geschwindigkeit, mit der einmal konservierte Informationen wiedergefunden werden können. Auch hier weist der Kristallspeicher ausgezeichnete Werte vor. Außerdem soll einmal gespeicherte Information wieder gelöscht werden – und hier liegt der schwache Punkt des Kristalls. Krätzig: „Die Schwierigkeit liegt darin, daß wir sowohl mit Licht das Hologramm im Kristall aufzeichnen als auch mit Licht das Bild rekonstruieren wollen. Obendrein soll mit Licht sogar noch das Bild gelöscht werden können. Woher soll der Kristall wissen, was wir mit Licht gerade wollen?“