War Einsteins „Maschinchen“ ein Vorläufer der Photomultiplier-Röhre?

Einstein hat sich einst mit echter Experimentalphysik beschäftigt. Das heißt, er entwarf seine kleine Maschine (ein Wort, das mich zum Lachen bringt; Einsteins Maschinchen ...), um kleine Potenziale zu erkennen. Spannungen, die heutzutage so einfach zu erkennen sind.

Solange man sich an den Namen Einstein erinnert, wird er sicherlich ein Beschwörer großer Ideen sein, unter denen die Relativitätstheorie an erster Stelle steht. Aber der berühmteste theoretische Physiker aller Zeiten versuchte sich auch einmal an der Konstruktion eines experimentellen Instruments. Es war nicht viel, aber das macht es nicht weniger faszinierend für Physiker, die jetzt das Gerät rekonstruiert haben, das Einstein seine "kleine Maschine" nannte. In seiner Einstein-Biographie behauptete der verstorbene Physiker Abraham Pais, dass die größte Gabe des alten Mannes in einem beispiellosen Verständnis statistischer Phänomene liege, das es Einstein zum einen ermöglichte, die Existenz von Atomen zu beweisen, indem er die Brownsche Zickzackbewegung von Teilchen analysierte Wasser. Zwei Jahre nach diesem Durchbruch, 1907, Einstein wandte eine ähnliche statistische Perspektive auf Elektronen in einem Kondensator an, einem einfachen Gerät zum Speichern elektrischer Ladung, sagt der Physiker Danny Segers, Direktor des Museums für Wissenschaftsgeschichte in Gent, Belgien. Einstein argumentierte, dass ein Kondensator, wenn er sich entladen darf, immer noch eine kleine Spannung in der Nähe von einem halben Millivolt enthalten sollte. Heute misst ein Voltmeter aus dem Baumarkt Bruchteile von Millivolt, vor hundert Jahren war es unmöglich, so kleine Spannungen zu messen, erklärt Segers.

So arbeitete Einstein von 1907 bis 1910 an einem Entwurf, den er zur Verstärkung einer Spannung entwarf – seinem Maschinchen oder kleinen Maschine, wie er es später nennen würde. Seine Freunde Paul Habicht, ein Ingenieur und Instrumentenbauer, und Pauls Bruder Conrad halfen ihm, das Gerät zu perfektionieren, von dem drei Exemplare in Museen erhalten sind.

„Wenn man sich die Literatur anschaut, findet man keine Messungen daran, also hatten wir Zweifel, ob die Maschine jemals funktioniert hat“, sagt Segers. Um eines direkt zu testen, bauten Segers und sein Kollege Jos Uyttenhove ihr eigenes Maschinchen, basierend auf einem von den Habichts veröffentlichten Schema und einer Innenansicht eines der Museumsstücke. Sie montierten einen Stapel aus sechs Stufen oder Gruppen von Metallplatten, die in einem Zylinder untergebracht waren. In der ersten Stufe gleitet eine Platte am entladenen Testkondensator vorbei, nimmt eine Ladung auf, die durch eine im Kondensator verbleibende Restspannung induziert wird, und lagert diese verstärkte Ladung in der nächsten Stufe ab, wo sich der Vorgang wiederholt, um ein messbares Signal zu erzeugen.

Die Funktionsweise seines Maschinchens erinnert mich an die Funktionsweise einer Photonenvervielfacherröhre (1930 vom russischen Physiker Kubetski erfunden). Sind diese verwandt? Wussten Kubetski oder seine Umgebung von der kleinen Maschine (es gab noch kein Internet)? Oder ist die Konstruktion zur Verstärkung kleiner Mengen an bestimmte Regeln gebunden, die zum gewünschten Ergebnis führen? Andererseits kann ich mir nicht vorstellen, dass Einstein solche Regeln kannte. Wie kam er zu seiner Idee?