Begeisterung für die Wissenschaft – Physik-Exkursion

2010 wurde das „französische Abendessen“ zum immateriellen Weltkulturerbe. So lag es nahe unsere Exkursion im Fonduerestaurant „A Confesse“ in Grenoble beginnen zu lassen. Der Name bedeutet „zur Beichte“ und so betraten wir das mit Spinnweben und Fledermäusen gruselig dekorierte Restaurant durch einen Beichtstuhl. Auf mehreren Rechauds wurden uns dann Fondue mit unterschiedlichen Käsesorten, Gewürzmischungen und Fleisch serviert. Zum Nachtisch erlagen wir fast an dem Schokofondue mit Früchten.

Morgens um 9 Uhr waren wir auf den Weg nach Saint–Nizier-du–Moucherotte en Vercors. Nach einem kurzen heftigen Anstieg zu Fuß ragte aus der Wildnis das Betonskelett der „Dauphine“, die zu den 10. Olympischen Winterspielen in Grenoble 1968 errichtet worden war. Heute spielt der Skitourismus in diesem verschlafenen Bergdorf keine Rolle mehr Nach einem Fußmarsch im Neuschnee gelangten wir auf den Zwischengipfel. Wir genossen die Aussicht über die ausladende Großstadt, hinter der im Sonnenschein der Mont Blanc thronte. Mit großem Spaß schlitterten wir den Schneehang hinunter, bevor es zum eigentlichen Grund unserer Reise, nämlich der Wissenschaft ging.

Das „Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses“ ist von einem unüberwindbaren Zaun umgeben. Wir teilten dem Pförtner mit, dass wir einen Termin mit der Koordinatorin C. Warth hatten. Daraufhin verglich er jeden Personalausweis von uns mit der Anmeldeliste. Diese Kontrolle ist eine Folge des Terrorangriffs vom 16.11. in Paris.

Bei der Präsentation fragten die Schüler interessiert über die Forschung am Institut nach. Insbesondere die Levitation also das Schweben von Stoffen im hohen Magnetfeld regte sie an. Sie wollten erfahren, ob man prinzipiell auch Menschen schweben lassen könnte, wie hoch man darin schweben kann und ob es bereits Anwendungen z.B. für ein Gefährt gibt. Der Forscher Dr. S. Krämer erklärte, dass die Kraft von der Stärke des Feldes und von dessen Gradient (also der Zunahme des Feldes beim Näherkommen) abhängt. Da beides nicht beliebig groß gemacht werden kann, beschränkt man sich derzeit auf schwebende Frösche. Die spannendste Anwendung ist zweifelsohne die Untersuchung von Raketenantrieben. In Schwerelosigkeit kann sich der Treibstoff im Tank nicht „unten“ sammeln sondern sammelt sich als Kugel. Deshalb kann er auch nicht ungestört zur Verbrennung ausströmen. Da Untersuchungen im Weltraum exorbitant teuer sind, können die Forscher im Hochfeldlabor wichtige Erkenntnisse mit Hilfe der magnetischen Levitation erhalten, die jedoch – leider – streng geheim sind.

Bei der Führung zeigte Krämer uns die Elektromagnete, die mit 24 Millionen Watt den Stromverbrauch einer Kleinstadt haben und mit 150 Liter Wasser pro Sekunde bei einem Druck von 30 bar gekühlt werden. Wie stark die Felder sind, kann man sich leicht vorstellen. Sie sind so groß, dass ein nicht magnetischer Frosch zu schweben beginnt.

Nach zwei Stunden übernahm E. Mossang vom benachbarten Néel-Institut. Hier werden dünnste Schichten bis zu einzelnen Atomlagen mit Sputtern (Kathodenzerstäubung) auf Materialien aufgebracht. Diese so entstandenen Halbleiter, Supraleiter oder magnetischen Verbindungen werden dann mit Rastermagnetokraftmikroskopen untersucht. Die deutsche Forscherin Dr. A. Backen beschrieb, wie sie die Ätzvorgänge an ihren Ni-Mn-Ga-Filmen mittels mechanischer Anregungen untersucht, die über Van-der-Waals-Kräfte mit einer winzigen Spitze übertragen werden.

Teilchenbeschleuniger CERN in Genf

Durch die dunkle Winterlandschaft fuhren wir nach Genf. Am nächsten Morgen schritten wir durch den frisch gefallenen Schnee zum Restaurant „Da Pipo“ zum Frühstück. Zögerlich öffneten wir die Türe zu dem verlassenen Restaurant von dessen Ende nur zaghafte Lichtphotonen unsere Netzhaut erreichten. Aus der Dunkelheit tauchte sogleich die Besitzerin auf und entrollte einen Teppich für unsere nassen Schuhe. Sie geleitet uns an die Tische. Sie waren mit Croissants auf weißem Porzellan und Orangensaft in Weingläsern eingedeckt.

Klaus Bätzner empfing uns am CERN. Mit gefährlich ansteckender Begeisterung erzählte er von den Theorien, von den Experimenten und den Apparaturen, obwohl er sich schon vor 13 Jahren zur „Ruhe“ gesetzt hatte. „Wirft man mit enormer Wucht in einem Kühlraum Wassereis gegen die Wand wird es beim Aufprall schmelzen. Bis es am Boden ist, wird es wieder gefrieren. Doch wird das Eis am Boden eine andere Struktur haben wie das geworfene.“ So veranschaulichte Bätzner die gewaltigen Kollisionen im Large Hadron Collider (HLC), bei dem die Materie für Bruchteile von Sekunden aufschmilzt, um dann zu völlig neuen Elementarteilchen zu erstarren. Die Daten der Folgeprodukte lesen Detektoren aus, die so groß wie ein Haus sind. Im ausrangierten Aleph (Apparatus for Leptone Physics) durften wir ein Stück des Beschleunigerrings erkunden. Zu den gewaltigen Quadrupol-Magneten, die die Teilchenwolken auf ihrer 25 Milliarden Kilometer langen Reise immer wieder bündeln, erklärte er, dass das Magnetfeld mit winzigen Schrauben verlängert wird, umso die exakt benötigte Stärke und Form des Feldes zu erreichen.

 

UNHCR - UN Flüchtlingskommissariat

Nach drei beeindruckenden Stunden am CERN wurden wir bei unserem Besuch beim UNHCR (United Nation High Commissioner for Refugees) begrüßt. 90 Minuten diskutierten wir mit der Referentin und erfuhren, dass der UNHCR sowohl von verschiedenen Regierungen als auch von Stiftungen finanziert wird, die dann aber auch Wünsche für Projekte äußern. Sie koordinieren die Hilfe zusammen mit Organisationen wie „WASH“ aber auch wie in Griechenland mit freiwilligen Helfern. Mit unserer Spende bei den Bundesjugendspielen haben wir die Organisation „WASH“ unterstützt, damit sie unteranderem Brunnen in Krisengebieten bohrt. Eigentlich sollte die 1954 gegründete UNHCR nur drei Jahre existieren um den Flüchtlingen des 2. Weltkrieges zu helfen. Doch folgten die Krisen in Ungarn, im Vietnam, im Irak, in Jugoslawien, und an weiteren Orten. Derzeit sind die 10.000 Mitarbeiter für 60 Mio. Flüchtlinge, Binnenvertriebene, Staatenlose und Heimkehrer zuständig.

Technorama - Resumee

Diese seit Jahrzehnten bestehende Tradition der CERN-Fahrt endete auch dieses Mal wieder im Technorama Museum in Winterthur. Die Schüler sprühten geradezu vor Begeisterung zu lernen was in der Wissenschaft alles möglich ist. Jedem ist klar, dass die Forscher im Alltag hart arbeiten, aber doch immer wieder dadurch belohnt werden, dass sie etwas ganz neues entdecken. Wie die Jahre zu erfüllte sich die Absicht, den Schülern den Spaß am Forschen und Lernen zu vermitteln. Mich veranlasste die Exkursion das Standardmodell für Elementarteilchen zu studieren. Wir waren uns einig. Klaus Bätzner vom CERN trifft es mit seinem Motto, das er überzeugend verkörperte, am besten:“ Es ist mir nicht wichtig, hier etwas zu lehren sondern ich will für das Lernen und die Wissenschaft begeistern. Der Rest stellt sich von alleine ein.“

Leider endet mit dieser Exkursion die Tradition der Physik-Exkursionen und zukünftigen Schülern wird es verwehrt bleiben, dadurch Appetit auf diese Wissenschaft zu bekommen.

Axel Nothardt