Den allerersten Physiknobelpreis überhaupt bekam der Deutsche Wilhelm Conrad Röntgen. Er entdeckte die Röntgenstrahlen. Noch heute nutzen Ärzte sie, um Knochenbrüche oder Entzündungen in Zahnwurzeln festzustellen. Allerdings kann die energiereiche Strahlung Krebs erzeugen. Röntgen selbst nannte sie X-Strahlen, ihm zu Ehren wurden sie später umgetauft.

Der Franzose Antoine Henri Becquerel fand heraus, dass die Atomkerne einiger schwerer Metalle spontan zerfallen - wie das hier gezeigte Uran. Dabei sondern die Atomkerne energiereiche Strahlung ab. Becquerel entdeckte damit die Radioaktivität. Marie Curie und ihr Mann Pierre untersuchten das Phänomen eingehender. Alle drei bekamen später den Nobelpreis.

Licht kann winzige Teilchen aus einem Stück Metall herausschlagen. Diesen photoelektrischen Effekt untersuchte Albert Einstein eingehender. Er deutete es so: Licht und Materie sind zwei Seiten der gleichen Medaille und lassen sich ineinander umwandeln. Daher haben auch Lichtstrahlen die Kraft, das Metall zu verändern. Auf diesem Prinzip basieren heute unsere Solarzellen.

Smartphones, Laptops und iPads verdanken wir den US-Amerikanern William Shockley, John Bardeen und Walter Brattain. Sie bauten erstmals Transistoren - elektronische Schaltungen, die blitzschnell von einem Zustand in den anderen wechseln. Computerprozessoren wie dieser hier bestehen aus vielen Millionen solcher Schaltungen. Eine Geldmünze dient als Größenvergleich.

Viele gleiche Lichtstrahlen, die in dieselbe Richtung laufen - das ist einfach ausgedrückt ein Laser. Er beschert uns nicht nur bunte Lichtshows, sondern kann auch Metall schneiden und Hautflecken wegbrennen. Für seine Entwicklung bekamen der US-Amerikaner Charles Townes und die Russen Nikolai Bassow und Alexander Prochorow den Nobelpreis.

Der in Straßburg geborene US-Amerikaner Hans Bethe untersuchte, warum Sterne wie unsere Sonne eigentlich so heiß sind. Er fand heraus: Sterne verschmelzen in ihrem Inneren Wasserstoffatome zu den größeren Heliumatomen. Bei dieser Kernfusion wird viel Energie frei. Sie gelangt als Sonnenstrahlung zu uns auf die Erde.

Hologramme verdanken wir dem ungarischen Ingenieur Dennis Gábor. Er konstruierte erstmals solche dreidimensionalen Erscheinungen. Die Gebilde scheinen frei im Raum zu schweben und verändern sich je nach Blickwinkel. Aber sie sind nicht nur schön anzusehende Spielereien: Hologramme auf Geldscheinen machen es Fälschern schwer.

Einblicke in die Welt des Kleinen gab uns der Deutsche Ernst Ruska. Er erschuf das Elektronenmikroskop. Es macht so plastische Aufnahmen wie diese von einem Floh möglich. Die Auflösung ist mehr als tausend Mal so hoch wie bei gewöhnlichen Lichtmikroskopen. Daher kann man damit Dinge sehen, die unserem Auge ansonsten verborgen blieben.

Ja, Neutrinos gibt es wirklich! Das bestätigten die US-Amerikaner Leon Max Lederman, Melvin Schwartz und Jack Steinberger mit ihren Experimenten an einem Teilchenbeschleuniger wie dem hier gezeigten. Neutrinos sind extrem leichte Materiebausteine. Das Problem: Sie wechselwirken so gut wie nicht mit der Materie auf unserer Erde. Entsprechend aufwendig ist ihr Nachweis in Experimenten.

Die Grundlage für eine extrem exakte Zeitmessung legte der US-Amerikaner Norman Ramsey. Er machte die Entwicklung einer Atomuhr möglich, der genauesten Uhr der Welt. In einem Jahr weicht sie höchstens 25 milliardstel Sekunden von der idealen Zeit ab. Vier Atomuhren stehen in Braunschweig. Nach ihnen richtet sich die offizielle deutsche Uhrzeit.

Die Festplatten von Laptops werden immer kleiner, haben aber gleichzeitig viel mehr Platz für Daten als noch vor einigen Jahren. Grund ist der Riesenmagnetowiderstand. Er tritt auf, wenn man Speichermedien in einer ganz bestimmten Art baut. Diesen Effekt entdeckten der Deutsche Peter Grünberg und der Franzose Albert Fert und wurden dafür mit dem Nobelpreis belohnt.

Charles Kuen Kao, US-Physiker chinesischer Herkunft, entwickelte das Glasfaserkabel. Es überträgt schnell und verlustfrei Informationen, etwa den Inhalt einer Webseite oder ein Telefongespräch. Dafür werden die elektronischen Daten in ultrakurze Lichtblitze umgewandelt, durch das Glasfaserkabel geschickt und am Ziel wieder zurück in elektrische Impulse überführt.

Dass das Universum immer größer wird, zeigten die US-Forscher Saul Perlmutter, Brian Schmidt und Adam Riess. Was genau die Ursache ist, weiß die Wissenschaft allerdings noch nicht. Wer das herausfindet, bekommt bestimmt den nächsten Nobelpreis.

Vor fast 50 Jahren beschrieb der junge Physiker Peter Higgs ein Teilchen mit entscheidender Bedeutung. Es verleiht allen anderen Elementarteilchen ihre Masse. Peter Higgs und sein Kollege, der Belgier François Englert, sagten dieses Teilchen nur theoretisch voraus. Erst 2012 wurde es nachgewiesen, am Europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf.

Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura wurden für die Entwicklung von Leuchtdioden (LED) ausgezeichnet, die blaues Licht emittieren. So wurden weiße LEDs möglich: helle und vor allem energiesparende Lichtquellen.

Laser sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Donna Strickland und Gérard Mourou haben mit ihrer Forschung die Grundlage für Ultrakurzpulslaser gelegt. Damit lassen sich Werkstoffe so fein bearbeiten, wie mit keinem anderen Werkzeug. Die beiden teilten sich den Nobelpreis mit Arthur Ashkin, der eine optische Pinzette zur Untersuchung biologischer Proben entwickelt hatte.

Süß ging es zu Beginn des letzten Jahrhundert zu: Als erster Deutscher durfte sich Hermann Emil Fischer über einen Chemie-Nobelpreis freuen. Die Auszeichnung erhielt er für seine Arbeiten über Zucker. Unter anderem entwickelte er eine Methode, die komplizierten dreidimensionalen Strukturen von Zuckermolekülen zu Papier zu bringen.

Der Schotte Sir William Ramsay entdeckte die reaktionsträgen Edelgase. Sie sind Bestandteile der Luft um uns herum und reagieren nur sehr selten mit anderen Verbindungen. Zu den Edelgasen zählt das Helium, das Kinderballons Richtung Himmel streben lässt. Auch Neon aus den nach ihm benannten Lampen ist ein Edelgas.

Der Deutsche Eduard Buchner entdeckte, dass es für Gärprozesse nicht zwingend lebende Zellen braucht. Bei der Gärung zersetzen beispielsweise Hefezellen Zuckermoleküle zu Alkohol, etwa in der Bierherstellung. Buchner zeigte, dass dieser Vorgang auch mit toten, zerkleinerten Hefezellen funktioniert. Das war zur damaligen Zeit unvorstellbar.

Marie Curie erhielt sogar gleich zwei Nobelpreise: 1903 in Physik und acht Jahre später in Chemie. Sie entdeckte die radioaktiven Elemente Radium und Polonium. Sie zersetzen sich spontan und senden dabei Strahlung aus. Das giftige Polonium kommt natürlicherweise in Uranerzen vor. Größere Konzentrationen finden sich in Tabakrauch.

Der deutsche Chemiker Richard Willstätter erhielt den Nobelpreis für seine Untersuchungen zu Farbstoffen im Pflanzenreich. Vor allem das Chlorophyll war eine Auszeichnung wert: Es gibt den Pflanzen ihre grüne Farbe und ermöglicht es ihnen, aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid Zucker herzustellen.

Der Deutsche Fritz Haber erforschte, wie sich Ammoniak aus den Elementen Wasserstoff und Stickstoff herstellen lässt. So wurde es möglich, Kunstdünger herzustellen und die wachsende Weltbevölkerung besser zu ernähren. Andererseits war die Ammoniaksynthese auch die Geburtsstunde der Sprengstoffherstellung.

Heinrich Otto Wieland, ebenfalls Deutscher, wurde mit dem Nobelpreis geehrt, weil er die Zusammensetzung der Gallensäure herausfand. Die Gallensäuren als Bestandteil der Galle werden in der Leber hergestellt. Sie helfen dem Körper dabei, Fett zu verdauen und aufzunehmen.

Der Deutsche Adolf Butenandt erhielt den Nobelpreis für seine Arbeiten an menschlichen Sexualhormonen. Hitler verbot ihm aber, den Preis anzunehmen. Butenandt isolierte erstmals viele der Hormone, die unsere Sexualfunktionen steuern. Die Substanzen sind dafür verantwortlich, dass weibliche und männliche Embryonen zu Frauen bzw. Männern werden.

Otto Hahn entdeckte die Kernspaltung von Atomen. Schießt man ein kleines Teilchen, das Neutron, auf einen schweren Atomkern, zerlegt sich dieser in zwei kleinere Atomkerne. Dabei wird viel Energie frei - und weitere Neutronen. Es entsteht eine Kettenreaktion. Hahn machte so Kernkraftwerke, aber auch die Entwicklung der Atombombe möglich.

Der Brite Frederick Sanger klärte die Struktur des Hormons Insulin auf. Diabetiker können kein oder nicht genug Insulin produzieren und müssen die Verbindung daher regelmäßig spritzen, um am Leben zu bleiben. Insulin wird inzwischen problemlos in großen Mengen mit Gentechnik hergestellt.

Der Deutsche Karl Waldemar Ziegler teilte sich 1963 den Preis mit dem italienischen Chemiker Guilio Natta. Die beiden entwickelten ein Verfahren, um den Kunststoff Polyethylen herzustellen. Aus dem bestehen beispielsweise Plastiktüten.

Paul Crutzen, Mario Molina und Frank Rowland erforschten die Chemie der Erdatmosphäre, insbesondere die Bildung und den Abbau von Ozon. Die drei Forscher zeigten auch, wie empfindlich die Ozonschicht auf menschengemachte Emissionen reagiert und erklärten damit das Ozonloch. Das war dem Nobelpreiskomitee eine Auszeichnung wert.

Etwas abgehoben wird es doch noch: Wenn es um das grün fluoreszierende Protein geht. Das erforschten Osamu Shimomura, Martin Chalfie und Roger Tsien. Das Eiweiß kommt natürlicherweise in einigen Quallenarten vor. Mit der Gentechnik stellen es auch Mäuse her. So lassen sich Stoffwechselprozesse im lebenden Organismus beobachten.

Computerprogrammen analysieren komplexe chemische Strukturen, zerpflücken sie und kombinieren sie kreativ wieder neu. So lassen sich ihre Reaktionen voraussagen. Die drei Nobelpreisträger Martin Karplus, Michael Levitt und Arieh Warshel legten den Grundstein dafür. Und bereiteten damit auch den Weg für die Entwicklung von Medikamenten am Computer.

Der deutsche Physiker Stefan Hell und die beiden US-Amerikaner Eric Betzig und William Moerner entwickelten eine neue Mikroskopie-Methode. Diese verschiebt die Grenzen der Lichtmikroskopie in den Nanobereich - und selbst lebendes Gewebe, etwa Krebszellen, lassen sich damit eingehend untersuchen.

Frances H. Arnold sowie George P. Smith und Gregory P. Winter haben in die Evolution eingegriffen und dadurch im Labor etwas erschaffen, das die Natur selbst nicht hervorgebracht hat. Claes Gustafsson vom Nobelpreiskomitee sagte: "Sie haben die Prinzipien von Charles Darwin im Reagenzglas angewendet." Mit ihren Methoden produzieren Medikamentenhersteller heute zum beispiel Insulin für Diabetiker.