Viele können sich vielleicht noch an die peinliche Situation erinnern, als Schüler an der Tafel zu stehen und vor Aufregung nicht mehr auf die einfachsten Zusammenhänge zu kommen. Selbst der dänische Ausnahmephysiker Niels Bohr war vor derartigen "Aussetzern" offenbar nicht gefeit.

Während einer Vorlesung hatte er irgendwann einmal einen solchen Black-out. Er stutzte, bis er sich entsann, dass er einen berühmten Gasthörer hatte: "Kann Professor Bose mir vielleicht weiterhelfen?", fragte er und belustigte damit das gesamte Plenum. Schließlich war es weder Bohr noch den anwesenden Studenten entgangen, dass Bose die ganze Zeit über regungslos mit geschlossenen Auge dasaß. Zur allgemeinen Überraschung öffnete dieser unvermittelt die Augen, überflog die Zeilen an der Tafel, löste kurzerhand die Aufgabe, setzte sich wieder und schloss erneut die Augen.

Der aus Kalkutta stammende Satyendra Nath Bose war ein stämmiger Mann. Oft trug er eine dickrandige Brille und wirkte daher meist ein wenig schläfrig. Doch war er stets hellwach. Am 1. Januar 1894 als einziger Sohn von Surendranath Bose und Amodini Devi zur Welt gekomme, erwies er sich von Beginn an als außerordentlich gelehriger Schüler. In Mathematik stellte er einst sogar einen Rekord auf: Für eine Klausur erhielt er 110 Punkte, obwohl nur 100 vorgesehen waren. Doch löste Bose mehrere Aufgaben gleich mit unterschiedlichen Methoden, sodass dem Lehrer nichts anderes übrig blieb, als ihm über Gebühr Punkte zuzusprechen.

Ein dummer Rechenfehler

Seinen internationalen Durchbruch erlebte Bose, nachdem er Albert Einstein 1924 bat, ihm seine Meinung zu einer Arbeit mitzuteilen. Mit Hilfe der statistischen Mechanik hatte Bose damals die Planck'sche Strahlungsformel hergeleitet.

Auslöser für diese Berechnungen war zunächst ein grandioser Fehler: Bose wollte seinen Studenten an der Universität in Dhaka eigentlich zeigen, dass sich gewisse theoretische Voraussagen nicht mit physikalischen Beobachtungen decken. Doch verrechnete er sich vor versammelten Publikum – was wiederum bestätigt, dass man an der Tafel oft dumme Fehler begeht.

Überraschenderweise erklärten seine statistischen Betrachtungen nun die experimentellen Beobachtungen aber. Bose vermutete daher, seine unparadoxe Statistik beschreibe die Realität. Doch wollte kein Verlag seine Arbeit veröffentlichen. Alle glaubten, er wäre ausschließlich einem Fehler aufgesessen. Schließlich entschloss er sich, seine nur wenige Seiten umfassende Arbeit seinem großen Idol zu schicken: Albert Einstein.


Einstein als Übersetzer

Was Bose nicht wusste: Schon lange waren sowohl Einstein als auch Max Planck selbst über die bisherige Herleitung der Planck-Formel sehr unglücklich, weil sie auf die klassische Elektrodynamik zurückgreifen mussten. Da kam Boses Ansatz gerade recht. Die Arbeit überzeugte Einstein so sehr, dass er unvermittelt der Bitte des Autoren nachkam und sich für eine Veröffentlichung in der angesehenen Zeitschrift für Physik stark machte. Dazu übersetzte Einstein sie höchstpersönlich ins Deutsche. Dieser Fürbitte konnte keine Zeitschrift widerstehen.

Zugleich erweiterte Einstein Boses Gedanken auf materielle Teilchen und veröffentlichte alsbald weitere Schlussfolgerungen. Nach ihren Entdeckern erhielt die neue Zählweise dann auch den Namen Bose-Einstein-Statistik. Entscheidend daran war, dass Bose Licht wie ein ideales Gas aus Photonen behandelte, das – im Gegensatz zur bislang gebräuchlichen statistischen Mechanik – jedoch aus ununterscheidbaren Korpuskeln besteht.

Von Bosonen und Fermionen

Zu Ehren des indischen Physikers nannte Paul Adrien Maurice Dirac – wie Einstein ebenfalls ein hochangesehener Physiker und Mitbegründer der Quantenphysik – alle Teilchen, die der neuen Statistik gehorchen, "Bosonen" – ob virtuelle wie die Photonen des Lichts oder reale. In der Teilchenphysik sind das alle Objekte, deren Eigendrehimpuls oder Spin ganzzahlige Werte aufweisen.

Fermionen – benannt nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi – besitzen dagegen halbzahlige Spinquantenzahlen und folgen daher der so genannten Fermi-Dirac-Statistik. Zu diesen Korpuskeln gehören alle materiellen Elementarteilchen: Quarks ebenso wie Leptonen, zu denen auch die Elektronen gehören. Koppelt man Fermionen jedoch miteinander, so addieren sich die Eigendrehimpulse zu ganzzahligen Werten. Derartige Systeme unterliegen dann der Bose-Einstein-Statistik.

Tiefe Temperaturen bringen neue Phänomene

Einstein erkannte, dass sich ein ideales Bose-Gas bei hohen Temperaturen ganz normal verhält. Anders jedoch bei extrem tiefen Temperaturen: Dann sollten alle Teilchen ein und denselben quantenmechanischen Zustand besetzen. Das erklärt viele moderne physikalische Phänomene wie die Supraleitung, bei der zwei Elektronen ein so genanntes Cooper-Paar bilden, oder das reibungslose Fließen von suprafluidem Helium bei Temperaturen knapp über dem absoluten Temperaturnullpunkt von -273,14 Grad Celsius.

Zudem behauptete Einstein bereits in einer Arbeit von 1925, dass bei extremer Abkühlung bosonischer Gase so "... etwas Ähnliches eintritt wie beim isothermen Komprimieren eines Dampfes über das Sättigungsvolumen. Es tritt eine Scheidung ein; ein Teil 'kondensiert', der Rest bleibt ein 'gesättigtes Gas'.“

Lange haben Physiker versucht, ein derartiges Bose-Einstein-Kondensat herzustellen. Doch erst im Jahr 1995 sollte es Eric Cornell, Wolfgang Ketterle und Carl Wieman schließlich gelingen. Für ihren Durchbruch wurden sie im Jahr 2001 mit dem Nobelpreis für Physik geehrt.

Ein heimatverbundenes Musiktalent

Satyendra Nath Bose blieb Einstein stets freundschaftlich verbunden. Er bezeichnete ihn als seinen Guru, was in Indien so viel wie ein geistiger Führer ist. Nach der Veröffentlichung seines Aufsatzes in der Zeitschrift für Physik erlangte Bose schnell internationale Anerkennung, und er bekam alsbald die Chance, seine Studien in Europa weiter zu führen. Zunächst zog es ihn nach Paris, wo er im Institut von Marie Curie arbeitete. Ein Jahr später besuchte er Einstein in Berlin, wo sie einen regen Gedankenaustausch pflegten. Dort traf Bose zudem alle wichtigen Köpfe der Quantenmechanik: Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg und viele andere mehr.

Doch blieb Bose bis auf wenige Jahre stets seiner Heimat treu. In Indien setzte er sich zeitlebens für den Aufbau wissenschaftlicher Einrichtungen und die Verbreitung des Wissens ein. Er blieb ein Leben lang Professor an verschiedenen Universitäten des indischen Subkontinents, oft unterrichtete er in seiner Heimatsprache Bengali: weil Wissenschaft in der Muttersprache gelehrt werden solle, damit auch Laien sie verstehen. Er selbst sprach dagegen mehrere Sprachen fließend, darunter Sanskrit, Französisch und Italienisch. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie übersetzte er beispielsweise aus dem Deutschen ins Englische.

Zudem liebte Bose die Musik. Er war ein begnadeter Spieler des indischen Saiteninstruments Esraj. Ob Einstein und Bose aber jemals gemeinsam musizierten, ist nicht überliefert. Am 4. Februar 1974 starb Satyendra Nath Bose 80-jährig in seiner Geburtsstadt Kalkutta.