Am Sonntagmorgen, den 6. Mai 2018 startete der 4 stündige Physikkurs auf die 4 tägige Exkursion zum CNRS in Grenoble mit den höchsten statischen Magnetfelder Europas, zum CERN in Genf dem größten Teilchenbeschleuniger weltweit und zum Sitz der Vereinten Nationen in Genf. Das straffe Programm wurde um eine Wanderung in den Alpen und um den Besuch des Technoramas in Winterthur ergänzt.

Die langen Fahrt nach Grenoble ließen wir gediegen im Restaurant „A Confess“ bei einem Käsefondue ausklingen. Wir betraten das Restaurant durch einen Beichtstuhl. Bei einem kurzen Spaziergang schauten wir die Häuser der Altstadt unter der Bastille an. Vom Schmelzwasser der Gletscher strömte die Isère unter den Brücken hindurch.

Im Hochmagnetfeldlabor Grenoble empfingen uns am Montag der Forscher Steffen Krämer und die Koordinatorin Christiane Warth. In ihrer Präsentation erfuhren wir, wie man lebendige Frösche aufgrund ihrer diamagnetischen Eigenschaften im Gradienten des hohen Magnetfeldes schweben lassen kann. Auf diese Weise studieren Forscher der Raumfahrt, wie sich Treibstoff in der Schwerelosigkeit verhält. Beeindruckend waren die zimmergroßen Magnete, die mit einer Leistung von 24 Megawatt (Stromverbrauch einer Kleinstadt) betrieben werden um Felder von 37 Tesla (750.000 fache des Erdmagnetfeldes) zu erzeugen. Zur Kühlung wird Wasser mit 24 bar (Wassertiefe von 240m) durch sie gepumpt. Forscher, die für eine Woche aus Dresden angereist waren, bauten gerade ihre Apparatur auf. Sie erklärten uns, wie sie ihre Proben abkühlen, so dass sie nur noch 0,4°C über der absolut tiefsten Temperatur (0,4 K) liegen. Bei dieser Temperatur wird die Magnetisierung der salzkorngroßen Probe mit eine Feder aus Beryllium in hohen Magnetfeldern gemessen.

Die Magnete werden hier in ganz einfachen Werkstätten hergestellt. Viele Kupferspulen, die aus einem Zylinder erodiert wurden, werden mit vielen durchlöcherten Scheiben, die aufeinandergelegt ebenfalls eine Spule ergeben, zu einem Magneten zusammengesetzt. Da diese Magnete bis an die Leistungsgrenze belastet werden, kann es passieren, dass sich der Epoxid-Kleber in den Kühlwasserbohrungen festsetzt und der Magnet abbrennt.

Im CERN wurden wir am Dienstag von Johannes einem Doktoranten aus Göttingen empfangen. Im Rahmen seiner Promotion darf er ein Jahr lang auf Kosten seiner Universität am CERN forschen, anschließend kehrt er nach Göttingen zurück. Von dort hat er weiter die Möglichkeit alle Messungen abzurufen und sich mit Arbeitskolleg*innen am CERN per Videokonferenz auszutauschen. In einer Präsentation stellte er uns vor, wie in mehrere Ringen die Teilchen (Elektronen oder Blei-Ionen) auf beinahe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, ehe sie in den LHC-Ring (Large Hadron Collider) mit einem Umfang von 27 km eingespeist werden. Im LHC erhalten die Teilchen nur noch Energie, da sie nach der Relativitätstheorie nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit werden können. Dann übernahm der emeritierte Professor Klaus Freudenreich, der am Aufbau eines Detektors beteiligt war, die Führung. Um die Teilchen mit der Lorentzkraft auf eine Kreisbahn zu zwingen, sind supraleitenden Magnete nötig. Freudenreich zeigte uns die riesigen Maschinen, die immer wieder gezielt die Supraleitung der Magnetspulen durch hohe Magnetfelder und Ströme zerstören, um sie für die großen Magnetfelder im LHC zu trainieren.

Nach vier Stunden im CERN besuchten wir am Nachmittag das UN-Hauptquartier, dem alle 193 Länder angehören. In diesem „Palast der Nationen“ sollen durch Gespräche neue Visionen geschaffen, Probleme zwischen Staaten gelöst und gewalttätige Konflikte verhindert werden. Bettina Jung erklärte uns, dass es im Gebäude vor allem Sitzungssäle gibt. Entstanden ist das Gebäude schon 1920 um als Sitz des Völkerbundes zu dienen und ist mittlerweile größer als Versailles. Der Saal für Friedensverhandlungen wurde während des ganzen zweiten Weltkrieges nicht benutzt. Die Bilder an seinen Wände stellen die Genese der Menschheit die angefangen von der Sklaverei zur Industrialisierung kommt, mit dem höchsten Ziel, dass sich alle die Hand reichen und alle Waffen vernichtet werden. Ein Ziel, das Länder wie Deutschland mit ihren Lieferungen in Bürgerkriegsgebiete und an fragwürdige Regierungen in die Ferne rücken. Doch wurden in diesem Saal der Atomwaffensperrvertrag 1968, das Verbot von biologischen Waffen 1971 und das Verbot von chemischen Waffen 1997 unterzeichnet. Auch wenn häufig kritisiert wird, dass die Verträge über 10 Jahre dauern, sind sie riesige Erfolge für die Menschlichkeit. Bettina Jung erklärte, dass man als Flüchtling nur anerkannt wird, wenn man aus politischen, religiösen oder anderen Gründen (z.B. Homosexualität) verfolgt wird. Wenn man jedoch aus anderen Gründen sein Land für mehr als 3 Monate verlässt, ist man ein Migrant; zu denen sie sich auch zählt.

Früh morgens brachen wir auf, um am Technorama in Winterthur Experimente selbst auszuführen. Unzählige Exponate zur Mechanik, zur Elektrizität, zum Magnetismus, zur Optik aber auch zur Mathematik warteten auf unsere Neugier. Wir konnten Wellen in einem Behälter sich überschlagen lassen, Wasserstrahlen auf einander schießen und zerstäuben lassen und gigantische Seifenblasen erzeugen. Den Feuertornado setzten die Techniker selbst für uns in Betrieb. Voller Begeisterung erklärten Techniker, dass sie gerade eine Vortex aufbauen, die für Besucher noch nicht zugänglich ist. Sie entfernten die Absperrung und ließen mich in die sich drehende Trommel hinein. Durch die Bemalung der Wand, verlor ich mein Gefühl für die Senkrechte.

Beeindruckend war, wie die Schüler*innen im Hochfeldlabor, im CERN, im UN-Hauptquartier und im Technorama alles genau betrachteten und immer Fragen stellten. Es war somit eine richtig gelungene Exkursion.

Axel Nothardt