Von „Licht” sprechen Physiker meist nur bei elektromagnetischen Wellen, die eine Wellenlänge zwischen 380 und 780 Nanometern haben. Das ist der kleine Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums, den die menschlichen Augen wahrnehmen können. Die Macht der Photonen, der Lichtteilchen, reicht aber wesentlich weiter. So erfolgt die Übertragung von Daten oder Telefongesprächen über Glasfaserkabel mit infrarotem Licht. Das hat ähnliche Eigenschaften wie das sichtbare Licht, aber eine größere Wellenlänge – und ist damit für die menschlichen Augen unsichtbar. Auf der anderen Seite der Wellenlängenskala schließt sich ultraviolettes (UV-)Licht ans „ normale” Licht an. Wegen seiner kleineren Wellenlänge sind seine Partikel energiereicher als die Photonen des Lichts. Das nutzt man beispielsweise, um Trinkwasser zu desinfizieren. In einem Strahl von UV-Licht gehen die meisten Bakterien und Keime im Wasser zugrunde.
Noch mehr Energie steckt im Röntgenlicht, mit dem man in den menschlichen Körper und in viele Werkstoffe hineinleuchten kann. Da Röntgenlicht eine kurze Wellenlänge von wenigen Nanometern hat, eignet es sich vorzüglich, um winzige Strukturen wie mit einem Mikroskop unter die Lupe zu nehmen. Das nutzen Forscher am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg. Sie haben im November 2009 eine riesige neue Röntgenlampe namens „Petra III” in Betrieb genommen, die intensive Röntgenstrahlen erzeugt. Damit wollen die DESY-Wissenschaftler etwa die Strukturen von neuartigen Nanomaterialien und von Bio-Molekülen ins Visier nehmen, die sich für neue Medikamente eignen könnten.
Doch Petra III ist erst der Anfang. Nicht weit entfernt von dieser Anlage begannen im Januar 2009 die Bauarbeiten für ein noch viel größeres und leistungsfähigeres Röntgen-Mikroskop: XFEL. Das Kürzel bedeutet „X-Ray Free Electron Laser” und steht für eine internationale Forschungsmaschine der Superlative. Ab 2014 soll sie in einem 3,4 Kilometer langen Tunnel zwischen dem DESY- Gelände in Hamburg-Bahrenfeld und Schenefeld in Schleswig-Holstein extrem energiereiches Röntgen-Laserlicht erzeugen. Damit wollen Forscher aus aller Welt chemische Reaktionen live „filmen”, die Faltung von Eiweiß-Molekülen beobachten und die extremen Verhältnisse nachbilden und untersuchen, denen Materie im Inneren von Planeten ausgesetzt ist.
