Hiroshi Daimon war fasziniert von den dreidimensionalen Abbildungen, mit denen sich so manches Magazin schmückte. Wer kennt sie nicht – die Brille, die aus schnöden, flachen Bildern ein hervortretendes, real wirkendes, fast greifbares Objekt zu schaffen vermag? Eine grüne Folie für das linke Auge, eine rote für das rechte und schon wird eine entsprechende Vorlage zum dreidimensionalen Erlebnis. Der Physiker stellte sich die Frage, ob sich auch die Atomlandschaft an der Oberfläche eines Kristalls derart plastisch darstellen lässt.

Daimon beschäftigt sich am Nara Institute of Science and Technology in Japan mit Photoelektronenbeugung. Bei dieser 15 Jahre alten Methode treffen hochenergetische Photonen – meist handelt es sich um Röntgenstrahlung – auf die Oberfläche eines Kristalls und schlagen dort Elektronen aus Oberflächenatomen. Physiker bezeichnen dies auch als Photoeffekt; für seine Erklärung erhielt Albert Einstein 1921 den Nobelpreis für Physik. Die sich als Welle fortpflanzenden Elektronen gelangen zum einen direkt zu einem Detektor, werden aber zum anderen auch an anderen Kristallatomen gestreut und erreichen erst über diesen Umweg den Detektor. Hier entsteht durch Überlagerung der Wellen ein Interferenzbild, das die Oberflächenstruktur widerspiegelt.

Wird die Probe mit zirkular polarisiertem Röntgenlicht bestrahlt, so überträgt sich sein Drehimpuls auf die Elektronen. Diese streuen nun an der Oberfläche verschiedenartig, weshalb zwei, leicht unterschiedliche Interferenzmuster am Detektorort entstehen – je nach dem, ob links oder rechts drehendes Licht auf die Oberfläche traf. Daimon fand nun heraus, dass die Gleichungen, die stereoskopische Bilder beschreiben, denen zirkular polarisierter Photonen ganz ähnlich sind: Die zugehörigen Abbildungen repräsentieren also leicht unterschiedliche Blickwinkel auf den Kristall. Daraufhin fertigte der Wissenschaftler zwei Bilder von der Oberfläche eines Wolframkristalls an, jeweils mit links und rechts zirkular polarisiertem Licht, und siehe da, das Experiment gelang. Er erhielt zwei Aufnahmen aus leicht unterschiedlicher Perspektive.

Brian Tonner von der University of Central Florida in Orlando gibt sich indes noch vorsichtig: "Die Idee, das Beugungsmuster wie diese tatsächlich Positionen im realen Raum widerspiegeln, ist noch Gegenstand wissenschaftlicher Diskussion."