Lebenslauf

Bothe lieferte bedeutende Untersuchungen zur Kernphysik, kosmischen Ultrastrahlung und Biophysik. Er entdeckte den Teilchencharakter der kosmischen Höhenstrahlung und die Kerngammastrahlung.
Als die Physiker Hans Wilhelm Geiger und Walter Müller das bekannte „Zählrohr“ entwickelt hatten, das einen elektrischen Strom durchlässt, wenn es von einem geladenen Teilchen, z.B. einem Elektron passiert wird, hatte Bothe die geniale Idee, zwei Zählrohre in Koinzidenz hintereinander zu schalten.
1924 entwickelte Bothe gemeinsam mit Geiger die Methode der Koinzidenzen zu großer Vollendung. Bei diesem Messverfahren für atomare Teilchen spricht ein Zählgerät nur dann an, wenn zwei oder mehrere Detektoren in der gleichen, einstellbaren
Zeitspanne einen Impuls abgeben. Dieses zeitliche Zusammenfallen des Ansprechens zweier Zählrohre nennt man eine Koinzidenz. Bei der Koinzidenzmethode wurden Nachweisgeräte, die den Durchgang eines Teilchens durch einen elektrischen Impuls anzeigten, so zusammengeschaltet, dass immer nur das gesuchte Ereignis gezählt wurde. Durch Kombination mehrerer Nachweisgeräte ließen sich mit der Koinzidenzmethode u. a. Flugbahnen, Geschwindigkeiten und Reichweiten atomarer Teilchen bestimmen.

Die Koinzidenzmethode benutzte Bothe im Jahre 1925 und auch etwa 16 Jahr später, um zu entscheiden, ob beide, Energiesatz und Impulssatz, bei jedem einzelnen Stoss zwischen einem Lichtpartikel und einem Elektron gelten, wie Einstein und Compton angenommen hatten, oder ob jene Sätze nur im Mittel für eine große Anzahl von Stößen gelten, wie Niels Bohr und einige Mitarbeiter vermuteten. Durch die Untersuchung der Lichtpartikel und Elektronen nach dem Stoß mit der Koinzidenzmethode konnten Bothe und seine Mitarbeiter in überzeugender Weise zeigen, dass die Sätze bei jedem individuellen Stoß gelten.

Dieses Ergebnis hatte prinzipielle Bedeutung für die Untersuchung der kosmischen Höhenstrahlung. 1929 führt Bothe in Zusammenarbeit mit Kolhörster eine neue Methode für das Studium von kosmischen und ultravioletten Strahlen ein. Es gelang ihnen mit Hilfe der von Bothe entwickelten Koinzidenzmethode, die Teilchennatur der kosmischen Höhenstrahlung nachzuweisen. Die Koinzidenzmethode entwickelte sich ganz allgemein zu einem wichtigen Untersuchungsmittel der kosmischen Strahlung und aller Arten von Kern- und Elementarteilchenprozessen.

1930 entdeckte Bothe beim Beschuss von Beryllium mit Alphateilchen die Erzeugung von Gammastrahlung. Bothes Entdeckung der Kerngammastrahlung führte zur künstlichen Kernanregung. Er baute in Heidelberg das erste Zyklotron (Teilchenbeschleuniger) in Deutschland. 1943 nahm er es in seinem Institut in Probebetrieb.