Albert Gockel und die kosmische Strahlung

Hansruedi Völkle, Physikdepartement der Universität Freiburg (Schweiz)

Leben und wissenschaftliche Laufbahn

Albert Gockel (27.11.1860 in Stockach/Baden – 4.5.1927 Freiburg) studierte in Freiburg i. Br., Würzburg und Karlsruhe, promovierte 1885 in Heidelberg und kam 1896 als Assistent von Prof. Józef Kowalski an die Universität Freiburg (Schweiz), wo er bereits 1901 habilitierte. Die katholische Universität Freiburg wurde 1889 gründet, ausgehend von einer seit 1763 bestehenden Akademie der Rechtswissenschaften und dem 1582 vom hl. Petrus Canisius gegründeten Kollegium St. Michael. Ab 1903 war Albert Gockel a.o. und ab 1910 o. Professor für Physik, sowie Leiter des Institutes für kosmische Physik, das allerdings nur aus ihm und einem einzigen Assistenten bestand. Er war zweimal Dekan und von 1921 bis 1922 Rektor der Universität. Er widmete sich der systematischen Messung des elektrischen Erdfeldes, der luftelektrischen Erscheinungen, aber auch der Radioaktivität von Boden und Quellen. In seiner Villa im Freiburger Gambach-Quartier richtete er ein Observatorium ein und führte systematische meteorologische Beobachtungen durch, die er regelmässig im Bulletin der Naturforschenden Gesellschaft veröffentlichte. Über seine Forschungstätigkeit publizierte er mehrere teils umfangreiche Arbeiten und korrespondierte mit anderen Wissenschaftlern, so auch mit Albert Einstein, der zu dieser Zeit am Eidgenössischen Patentamt in Bern tätig war. Albert Gockel war bekannt als exakter, gewissenhafter und selbstkritischer Forscher, und seine Arbeiten, über die er in seinen Publikationen mit grosser Genauigkeit berichtete, führten ihn auf zahlreiche Reisen (immer begleitet von seinen Messgeräten), nicht nur durch die Schweiz, sondern auch nach Italien, Spanien und Nord-Afrika.

Ballonfahrten zur Messung der Ionisation der Luft

Mit dem Wulf’schen Strahlungsapparat (s. Kasten) machte Gockel in den Jahren ab 1909 mehrere Ballonfahrten bis auf 4500 m zur Messung der Ionisation der Luft. Die erste Fahrt fand anlässlich der internationalen Ballonwoche im Dezember 1909 statt, bei dem der Schweizerische Aeroklub den Herren Albert Gockel und Dr. Alfred de Quervain (1879-1927; Geophysiker und Meteorologe an der ETH Zürich und der damaligen Meteorologischen Zentralanstalt) einen Gasballon zur Verfügung stellte. Zu einer ersten Schlussfolgerung kommt Gockel bereits nach seiner ersten Ballonfahrt: „Das Resultat der Messungen ist demnach, dass in der freien Atmosphäre zwar eine Verminderung der durchdringenden Strahlung eintritt, aber lange nicht in dem Maße, wie man es erwarten könnte, wenn die Strahlung in der Hauptsache vom Boden ausgeht“ [4]. Und weiter kommt er in [5] zum Schluss: „In einem Gefäss dicht eingeschlossene Luft zeigt, wie sich mit dem Elektroskop nachweisen lässt, ein gewisses Leitungsvermögen. Dasselbe wird zum grossen Teil durch eine radioaktive Strahlung verursacht, die von aussen kommt.“ … „Die verbreitetste Annahme ist die, dass diese Strahlung ausgeht von den radioaktiven Produkten, welche sich im Erdboden befinden.“ … „Um zu erforschen, wie sich die Intensität dieser Strahlung mit der Höhe ändert, hat der Vortragende bei 2 Ballonfahrten die Intensität dieser Strahlung gemessen. Das Resultat war, dass selbst in Höhen von 4500 m die Abnahme der Strahlung nur sehr gering ist.“ … und hier kommt der entscheidende Satz: „Es muss diese Strahlung daher zum Teil entweder aus der Atmosphäre oder von einem Gestirn ausserhalb der Erde kommen“. Wir wissen heute, dass der terrestrische Anteil der Strahlendosis in der freien Atmosphäre nur bis etwa 800 m über den Erdboden reicht und demzufolge die gesamte gemessene Dosis in dieser Höhe auf die ionisierende Komponente der kosmischen Sekundärstrahlung zurückzuführen ist. Auch wenn Albert Gockel noch nicht von kosmischer Strahlung spricht, und zudem auch noch gewisse Zweifel an der Zuverlässigkeit seiner Instrumente äusserte, darf man ihn doch zu den Entdeckern der kosmischen Strahlung rechnen.

Vergleich mit modernen Messungen

Nachfolgend werden die Messwerte der ersten Ballonfahrt von Albert Gockel mit Messungen eines modernen Gerätes, anlässlich einer Fahrt mit einem Heissluftballon von 1982 über der Stadt Freiburg verglichen. Die Messung erfolgte mit einer Argon-gefüllten Hochdruckionisationskammer vom Typ Reuter Stokes, kalibriert in μRöntgen/h.