Auch physikalische Gesetze sind manchmal weniger absolut, als sie scheinen. Als der deutsche Physiker Stefan Hell sich zu Beginn der 1990er Jahre vornahm, die so genannte Beugungsgrenze zu überwinden, sahen die meisten Fachkollegen in dieser 1873 von Ernst Abbe formulierten Gesetzmäßigkeit eine unbezwingbare Hürde. Lichtmikroskope könnten niemals Strukturen mit weniger als etwa 200 Nanometer Durchmesser auflösen. Das war, wie Hell zeigte, ein Irrtum. Für den Nachweis, dass Details weit unterhalb dieser Grenze darstellbar sind, erhält der Biophysiker vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen und dem Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg dieses Jahr zusammen mit den US-Amerikanern Eric Betzig vom Howard Hughes Medical Institute und W. E. Moerner von der Stanford University den Nobelpreis für Chemie. Die Bilder, die ihre Methoden erzeugen, zeigen die Welt an der Grenze zwischen Chemie und Biologie.

Die so genannte Beugungsgrenze ist eine grundlegende Eigenschaft der Optik. Zwei Punkte, die weniger als eine halbe Lichtwellenlänge voneinander entfernt sind, zeigen sich als einzelner, verschmierter Punkt. Ebenso ist es auch nicht möglich, den Strahl auf einen Durchmesser von weniger als der halben Wellenlänge zu fokussieren. Bei sichtbarem Licht sind das rund 200 Nanometer – etwa die Größe einer Zellorganelle. Unterhalb dessen sind normale Lichtmikroskope blind.

Gerade Biologen stellt das vor ein Problem. Um zu verstehen, wie eine Zelle funktioniert, müssen sie einzelne Moleküle im Blick behalten, die 10-oder 100-mal kleiner sind als diese magische Grenze. ...