Gymnasium Ulricianum Aurich Europaschule
Erlebe die Welt der Physik :
Im Oktober 2024 durften wir (Nick Winter und Renke Dirksen) zwei Wochen am
Max-Planck-Institut für Quantenoptik verbringen. Diese Zeit war für uns eine einzigartige
Gelegenheit, tiefer in die moderne Physik einzutauchen und neue, faszinierende Aspekte
der Quanten- und Laserforschung kennenzulernen. Das Praktikum hat unsere Perspektiven
erweitert und uns nicht nur auf theoretischer, sondern auch auf praktischer Ebene enorm
bereichert.
Die Attosekundenphysik hautnah erleben:
Unser Praktikum begann mit einem Besuch im Attosekundenlabor, einem der bekanntesten
Forschungsbereiche des Instituts. Hier können Lichtblitze erzeugt werden die 10^-18
Sekunden lang sind. Diese extrem kurzen Lichtimpulse ermöglichen es, die Bewegungen
von Elektronen in Atomen zu untersuchen. Ein besonders spannender Moment war, als uns
erklärt wurde, dass das Verhältnis einer Attosekunde zu einer Sekunde dem einer Sekunde
zum Alter des Universums entspricht. Wir waren beeindruckt von der Technologie und der
Bedeutung dieser Forschung, die 2022 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde.
Praktische Experimente im Schülerlabor:
Im Schülerlabor könnten wir selbst die Welt der Optik und der Quantenphysik kennenlernen.
Wir führten insgesamt 25 Experimente durch, die sich mit verschiedenen Bereichen der
Optik und Quantenmechanik beschäftigten. Zu den Highlights zählten Experimente zur
Lichtübertragung, wie die Musikübertragung durch Lichtwellen. Es war faszinierend zu
sehen, wie Licht als Träger von Informationen genutzt werden kann.
Ein weiteres interessantes Experiment war die Bestimmung der Haardicke mit Licht, bei dem
wir Interferenzmuster verwendeten, um mit einfachsten Mitteln die Dicke von Haaren präzise
zu messen. Solche Anwendungen der klassischen Optik sind nicht nur spannend, sondern
auch äußerst praxisnah. Besonders beeindruckend war das Experiment mit der optischen Pinzette.
Mit einem fokussierten Laserstrahl hielten wir kleinste Teilchen in einer Flüssigkeit fest und bewegten
sie gezielt. Diese Technik, die 2018 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde, zeigte uns,
wie Licht als Werkzeug in der Forschung eingesetzt werden kann.
Von der klassischen Optik zur Quantenmechanik:
Im Anschluss an die Experimente zur klassischen Optik konnten wir tiefer in die
Quantenmechanik eintauchen. Beim Doppelspaltversuch erlebten wir den
Wellen-Teilchen-Dualismus von Licht und Materie hautnah. Die Quantenphysik wurde uns in
verschiedenen Experimenten noch greifbarer gemacht – besonders beim Quantenradierer,
bei dem wir mit Polarisationsfiltern die Wechselwirkung von Quantenobjekten und
Informationen untersuchten. Ein weiteres spannendes Experiment war die Quantenkryptographie,
bei dem wir das No-Cloning-Theorem entdeckten. Dieses Prinzip zeigt, dass Quantenzustände nicht kopiert
werden können und bildet die Grundlage für sichere Kommunikationssysteme.
Forschungsprojekte und Begegnungen mit Wissenschaftlern:
Wir hatten außerdem die Gelegenheit, mit Studierenden und Wissenschaftlern in Kontakt zu
treten. Besonders spannend war ein Besuch im Strontiumlabor, wo an ultrakalten Atomen in
optischen Gittern geforscht wird. Hier erfuhren wir, wie diese Systeme für präzise
Messungen genutzt werden können. Auch die Vocatium-Tagung, an der wir mit unserer Betreuerin
Frau Dr. Stähler-Schöpf teilnahmen, war eine wertvolle Gelegenheit, auch wertvolle Informationen außerhalb der
Physik zu sammeln. Ein Beispiel hierfür ist der Vortrag von Astrid Brüggemann, welche in
ihrem Vortrag zeigte, wie man KIs, wie Chat GPT am besten nutzt. Besonders inspirierend
war ein Gespräch mit Mihailo, einem Elftklässler, der bereits ein eigenes
Raman-Spektroskop für die Deutsche Physikmeisterschaft baut.
Weitere spannende Entdeckungen:
Das Praktikum ermöglichte es uns, nicht nur die physikalischen Theorien in der Praxis zu
erleben, sondern auch verschiedene Anwendungen der Physik in anderen Bereichen
kennenzulernen. Ein Besuch des Forschungsreaktors in Garching und der ESO
Supernova-Besucherzentrum rundeten unser Wissen ab und gaben uns spannende
Einblicke in die moderne Anwendungen von Neutronen und die Welt der Astronomie.
Deine Chance bei den Auricher Wissenschaftstagen:
Unsere Zeit am Max-Planck-Institut war eine unvergessliche Erfahrung, die unser Interesse
an der Wissenschaft weiter entfacht hat. Wir haben viel gelernt und sind motiviert, unsere
akademische Reise in der Physik fortzusetzen. Wenn auch du Interesse an den
faszinierenden Geheimnissen der Wissenschaft hast, sind die Auricher Wissenschaftstage
die perfekte Gelegenheit für dich. Hier kannst du selbst experimentieren, mit
Wissenschaftlern sprechen und einen einzigartigen Einblick in die Welt der Forschung
erhalten.
Ein Beitrag von Nick Winter und Renke Dirksen
Veröffentlicht von Laerke Jacobs und Nantke Schmidt
