„Highlights der Physik“ im Rahmen der Talentförderung

Auch dieses Jahr veranstaltete die Talentförderung am Karl-von-Closen Gymnasium am 23. September wieder eine Fahrt zum Erweitern des Horizonts für verschiedene wissenschaftliche Gebiete. Im Vordergrund sollte der Besuch der „Highlights der Physik“, einer aufregenden Mitmachmesse mit Vorträgen und praktischen Workshops in Regensburg, stehen.

Nach der planmäßigen Ankunft und einem kurzen Stück zu Fuß durch die eindrucksvolle Altstadt vorbei am Regensburger Dom durften die Schüler der Jahrgangsstufen 5-8 an verschiedenen spannenden Workshops zum Thema Physik teilnehmen. Unter anderem experimentierten die jungen Forscher mit Licht und zerlegten das weiße Licht in seine Spektralfarben. Auch zum Magnetismus und zur Wärmeleitfähigkeit von verschiedenen Metallen gab es Versuche. Dann lernten die Jugendlichen der Unter-/Mittelstufe eine faszinierende und zudem auch einfache Möglichkeit kennen, aus Alltagsgegenständen wie einer Kartoffel Elektrizität zu gewinnen. Auch grundlegende physikalische Prinzipien, zum Beispiel die Schwerkraft oder Energieerhaltung beim Fadenpendel, waren Teil der äußerst spannenden Versuche, die ein Projektseminar des Regensburger Goethe-Gymnasiums vorbereitet hatte. 

Währenddessen lauschten die Schüler der 9.-11. Klasse anspruchsvollen Vorträgen verschiedener Wissenschaftler. Dr. Jörg Mertins von der Universität Regensburg gewährte Einblicke in die Bionik, er stellte Verhaltens- und Überlebenstechniken verschiedener Arten vor, von denen der Mensch viel lernen kann. Besonders faszinierend waren unter anderem wahre Überlebenskünstler der Natur, die Spinnen. Ihre Fäden vereinen zum einen ungeheure Elastizität und Festigkeit, zum anderen sind sie federleicht – Eigenschaften, die sich der Mensch in der Textilindustrie oder auch in der Medizin zu Nutze machen könnte. Aber auch der Sandfisch, eine kleine Echse, die in Wüstenregionen Nordafrikas zu finden ist, brachte die Teilnehmer zum Staunen: Bei drohender Gefahr flieht das Tier nicht etwa auf seinen kurzen Beinchen, sondern vergräbt sich im Sand und schlängelt sich dann, ähnlich einem Fisch, dank seiner reibungsoptimierten Oberfläche und seines stromlinienförmigen Körpers mit einer überraschend hohen Geschwindigkeit durch den schützenden Sand davon. Nach dem Vorbild der Echse lassen sich in Zukunft vielleicht Geräte entwickeln, die mit ähnlichen Eigenschaften verschüttete Opfer von Lawinenunglücken effizient und schnell retten könnten.

Im Anschluss verfolgten die Schüler angeregt die Präsentation von Prof. Dr. Christoph Lehner zum Thema „Quantencomputing“. Um die Grundlagen dieser fortschrittlichen Technologie überhaupt verstehen zu können, war es unerlässlich, zuallererst einmal den Begriff Information und die grundlegende Arbeitsweise eines herkömmlichen Prozessors mit sogenannten „Gattern“ zu verstehen. Dann folgte eine aufschlussreiche Erklärung zur Quantentechnik und der Unterschiede zum normalen, auf Stromfluss basierenden Rechner. Damit wurde klar, warum Quantencomputer in der Theorie deutlich schneller Rechenoperationen durchführen können als klassische Rechner: Was den Quantencomputer erst wirklich überlegen macht, ist die Verknüpfung zweier kleinster Teilchen, der Quanten: Bestimmt man den „Wert“ des einen, weiß man automatisch den Wert des anderen! Natürlich wurden den Teilnehmern auch die Nachteile der Maschine nähergebracht, wie zum Beispiel die Zwickmühle, in der die Forschenden bei der Entwicklung der Geräte stecken: Für gute Ergebnisse muss der Quantencomputer möglichst von der Außenwelt abgeschirmt sein, um aber überhaupt Rechenoperationen über die verschiedenen Gatter durchzuführen, ist ein Zugriff auf die Quanten unerlässlich! Am Schluss des Vortrags wurde das Publikum noch durch eine Live-Vorführung eines voll funktionsfähigen Quantencomputers über das Portal der Firma IBM begeistert, mit dem jedermann eigene Programme abarbeiten lassen kann!

Die anschließende Mittagspause bei schönstem Sonnenschein nutzten alle SchülerInnen in der Altstadt, um kurz durchzuatmen und sich noch eine stärkende Mahlzeit oder ein Eis in einer der unzähligen Lokalitäten zu gönnen.

Den Nachmittag verbrachten die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen beim Besuch des Schülerwettbewerbs „Exciting Physics 2022“ und wissenschaftlicher Ausstellungen.

Beim Schülerwettbewerb führten Gruppen verschiedene selbst designte Fahrzeuge vor, die möglichst effizient und sicher eine Getränkedose eine immer steilere schiefe Ebene hinaufrollten. Andernorts bastelten die Teilnehmer an Kettenreaktionsmaschinen, bei denen eine möglichst hohe Anzahl an fantasievollen Kombinationen sich nacheinander auslösender physikalischer Effekte aneinandergereiht werden sollte.

Spektakulär waren jedoch auch die Ausstellungsstücke in der Mitmachausstellung am Bismarckplatz: Neben Ferrofluiden und optischen Täuschungen konnte man hier auch physikalische Phänomene wie das Aufschwingen von Wasser in Klangschalen oder Brückenkonstruktionen entdecken. Bei einer Bühnenshow durften Teilnehmer aus Eggenfelden tragende (oder besser leitende) Funktionen übernehmen und bekamen anschaulich das Weglasern von Tattoos präsentiert – eine nicht ungefährliche Technik, wie wir sahen!

Im Ausstellungszelt am Neupfarrplatz präsentierten Forschende anschauliche Modelle zu physikalischen Großgeräten: Teilchenbeschleuniger, Röntgenlaserlabore, Elektronenmikroskope und vieles mehr. So wurden den Schülerinnen und Schülern Aufbau und Bedienung eines Rastertunnelmikroskops nähergebracht, welches mithilfe eines Elektronenflusses bei richtiger Bedienung sogar einzelne Atome im Bereich von Hundertstel Nanometern Größe für den Menschen sichtbar machen kann! Bestaunen konnte man auch Technologien aus Regensburg, hochpräzise Messinstrumente, die in Weltraumteleskopen zur Erkundung des Alls und der Suche nach dem Ursprung des Universums verwendet werden. Trotz der unglaublichen Belastung der Teile beim Start der Rakete oder dem Aufenthalt im Erdorbit müssen diese immer noch exakt arbeiten. Begeisterung weckte auch eine Vorführung zum Thema Schweben durch Supraleitung. Die Einsatzgebiete dieses Phänomens sind den meisten wahrscheinlich durch Science-Fiction Filme wie „Zurück in die Zukunft“ bekannt: Hoverboards oder Hochgeschwindigkeitszüge könnten in Zukunft genau nach diesem Prinzip funktionieren!

Allzu schnell war der Tag vergangen, man konnte gar nicht alle faszinierenden Ausstellungsstücke anschauen, bevor der Bus zurück nach Hause startete.

Gegen 17:00 Uhr kamen die Teilnehmer der Fahrt dann erschöpft, aber begeistert wieder in Eggenfelden an. Wir bedanken uns herzlich bei den zuständigen Lehrkräften Frau Renner und Herrn Schiller, welche diese lehrreiche und spannende Fahrt organisiert und begleitet haben!

Außerdem gilt ein großes Dankeschön noch dem Förderverein der Schule, der einen großen Teil der Buskosten übernommen hat!!

Leonard Geier, Maxi Goldbrunner