(55) MPI für Kernphysik

„Potz-Blitz“, Raketenstarts und Stickstoff-EIS! – ANIMUS-KLUB-Kids nehmen beim Tag der Offenen Tür im Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik lehrreiche Impressionen der Astroteilchenphysik und Quantendynamik mit nach Hause!

Es zischte und krachte. Danach flogen Cola-Flaschen haushoch in die Lüfte, und eine Teigmasse vibrierte, bzw. formierte sich auf einer Hifi-Box zu einem ganz abstrakten Gebilde. „Das ist die nicht Newtonische Flüssigkeit“, informierte uns einer der jungen Mitarbeiter des Max-Planck-Institutes an dem ersten Versuchsstand unserer Rundtour durch das riesige Gelände. Die Teigmasse wird durch die Vibration zum Schwingen gebracht, und je stärker die Bass-Schläge werden, desto fester formiert sich die flüssige Masse zu einer kräftigen Form zusammen, die dann fast wie eine Ballerina über die Box tanzt.

Nach diesem eher ruhigen, aber sehr beeindruckenden Experiment, ließen es die beiden Mitarbeiter allerdings richtig heftig krachen, und zeigten uns, wie „einfach“ man aus einer Cola-Flasche – allerdings nicht zur Nachahmung für zu Hause – eine Rakete bauen kann. Dabei wollten sie von den anwesenden Kindern auch eine plausible Erklärung dafür, warum die Flasche eigentlich nach oben katapultiert wurde. Lernen, und anwendendes Wissen, waren hier also gefragt, und einige Erwachsene mussten dabei leider feststellen, dass ihre Schulzeit schon sehr sehr lange hinter ihnen lag, und dass die Kinder in diesem Wissensbereich wesentlich fitter waren und besser Bescheid wussten als sie.

Das war auch bei den nächsten Wissensstationen auf den Gängen des Wolfgang-Gentner-Laboratoriums nicht anders, denn hier konnten die Erwachsenen ebenfalls ihr altes Schulwissen über den Bereich „Materie“ überprüfen, „schwarze Wissenslöcher“, bzw. „dunkle Wissensmaterien“ wieder stopfen, und neues Wissen hinzuerwerben. „Wenn Materie nach unten Fällt, fällt dann Antimaterie nach oben?“, oder „Gibt es überhaupt Antimaterie?“, und wenn ja, „Was ist dann überhaupt dunkle Materie?“, bzw. „Was sind denn eigentlich elektromagnetische Fallen, in denen Antiwasserstoff-Atome hergestellt werden?“ Auf alle diese Fragen, bekamen wir hier nicht nur von den Mitarbeitern die richtigen Antworten und Erklärungen, sondern auch von den vielen Versuchsbeispielen, deren Genialität in einer supraleitenden Magnetschwebebahn zum Ausdruck kam. Hier wurden nämlich die geladenen Teilchen (Ionen) eines streichholzschachtelgroßen Objektes eingefangen und gespeichert, was zur Folge hatte, dass es sich dadurch fast schwebend, und sehr schnell um die eigene Achse drehend, auf einer stark elektromagnetisch geladenen Bahn bewegte, wie ein sausender Flitzer.

Auch wir sausten wenig später, völlig fasziniert von den bisher gewonnen Eindrücken, zum nächsten Gebäudekomplex, dem Walther-Bothe-Laboratorium. Darin drehte sich fast alles um das Thema Licht, und dessen Geheimnisse. „Gibt es tatsächlich ein Geheimnis des Lichtes?“ Ja, klar gibt es das. Es verhält sich nämlich je nach Beobachtung, und je nach Blickwinkel immer anders. Je nach Lichteinfall leuchtet es sogar regenbogenähnlich, so wie zum Beispiel ein Prisma.

Hier zeigten uns junge Studenten einerseits wie man mit dem PC und modernster Technik geladene Teilchen und deren Flugbahn räumlich erstellt, aber auch andererseits das unterschiedliche Lichtverhalten zwischen einer normalen Glühbirne und einer Energiesparlampe. Bei diesem Versuch konnten wir ganz deutlich das Geheimnis des Lichtes erkennen, weil beide Lichtquellen sich jeweils völlig anders (unterschiedliche) darstellten bzw. widerspiegelten.

Auch hochinteressante Vorträge über die Quantendynamik gab es hier zu belauschen, mit denen wir allerdings noch recht wenig anfangen konnten. Aber es war ja auch ein Tag der Eindrücke, und so haben wir viele aufschlussreiche Sachen gehört und eindrucksvolle Experimente bestaunt, aber nicht alles, was sich dort oftmals in hochkomplizierten Formeln darstellte, wirklich richtig verstanden.

So auch im nächsten Gebäude, in der die Technik und der Konstruktionsbereich untergebracht sind. Hier gab es ebenfalls sehr viel zu bestaunen. Angefangen von herkömmlichen Fräs-, Hobel- und Schneidemaschinen, bis hin zu den außergewöhnlichen Maschinen und Gerätschaften, wie zum Beispiel der Kryogenen Ultrahochvakuumkammer für das Pentatrap-Experiment, und natürlich die neue und hochpräzise arbeitende 3-D-Koordinatenmessmaschine zum exakten Vermessen von Bauteilen oder toroiden, also in Drehbewegung befindlichen, Spulenkörpern. Die Abtastung eines Objekt-Körpers, sowie dessen genaue Berechnung dauern in etwas sieben Minuten, je nachdem wie viele Ecken und Kanten, bzw. Lötstellen abgetastet werden müssen.

Wenig später durften wir dann im vorderen Bereich dieses Gebäudes Schutzkleidung anprobieren, bzw. einen ganz speziellen Schutzhelm zum Schweißen aufsetzen. Damit wir uns hautnah davon überzeugen konnten, dass der Helm auch wirklich den optimalen Sicherheitsschutz bei hoher Strahlung bietet, leuchtete uns ein Mitarbeiter mit einem extrem starken Lichtstrahler direkt ins Gesicht, ohne dass wir irgendeinen Unterschied zu vorher bemerken konnten.

In diesem Gebäude befindet sich aber auch die Feinmechanik, sowie im Untergeschoss eine riesige 5-Achs-Fräsmaschine, die ganz exakt aus einem Stück Metall die gewünschten Gegenstände nach der programmieten Vorlage erstellen kann. Den Delfin, der heute dort zur Verlosung erstellt wurde, haben wir zwar leider nicht gewonnen; dafür durften wir uns aber stattdessen unseren Namen auf einem Metallkreisel eingravieren lassen und sehr schön geformte Weinkorken mit nach Hause nehmen.

In den Experimentierhallen erwartete uns dann zunächst einmal ein Ausflug in die berühmte Milchstraße und unser Planetensystem. Hier erklärte uns ein Mitarbeiter anhand einer Computergrafik die chronologische Erforschung dieser Galaxie seit dem Jahr 2004. Die Milchstraße, in der sich unser Sonnensystem befindet, besteht aus Milliarden von Sternen, und kann von der Erde aus als bandförmige Aufhellung am Nachthimmel gesehen werden. Auf der Computergrafik konnten wir ganz genau die Evolution dieser Galaxie zurückverfolgen und diesbezüglich viele Fragen stellen.

Hier erfuhren wir aber nicht nur sehr viel Wissenswertes über die gefährliche Gammastrahlung, der unsere Erde tagtäglich ausgesetzt ist, sondern auch, dass künstlich erstellte Gammastrahlen etwas sehr Positives bewirken können, nämlich sie dienen im Bereich der Medizin zur Zerstörung bösartiger Krebszellen.

Das Max-Planck-Institut wartete an diesem Tag aber noch mit einem ganz besonderen Highlight für seine Besucher auf, nämlich mit Molekularer Gastronomie. „Was, Physik kann man essen?“ Aber klar doch, und so durften wir wenig später auch hautnah miterleben, wie zwei Studenten, zu unserer ganz großen Verblüffung, relativ einfach und sehr schnell ein Schokoladeneis aus flüssigem Stickstoff herstellten.

Weißer, dampfender Nebel stieg aus der Aluminiumschüssel und verteilte sich rasch über die komplette Tischplatte, als der Stickstoff mit der Milch, dem Zucker und der Schokoladencreme in Berührung kam. Sehr schnelles Rühren war jetzt erforderlich, denn etwas, das X Grad kalt ist (derjenige, der uns als Erstes die richtige Temperatur unter alexander.hoefer@animus-klub.de zuschickt, erhält freien Eintritt bei unserem nächsten Besuch im Mannheimer Technoseum), gefriert in aller Regel wieder ziemlich schnell zusammen. „Was? … Und das kann man tatsächlich essen?“, so die skeptische Frage von vielen Besuchern. „Und wie man das essen kann!“ Stickstoff ist ja ein Naturprodukt. Das Stickstoffeis schmeckt zwar etwas anders, als das Eis, das wir entweder aus der Eisdiele oder vom Supermarkt her kennen, aber auf gar keinen Fall schlechter; es ist nur eines; viel viel kälter.

Ein Blick in die Elektronikabteilung des Institutes beendete dann kurz vor 17.00 Uhr mit dem Ausprobieren von Großmutters Spielzeugen unseren tiefen Einblick in ein riesiges Kernphysikzentrum, und ließ uns erstmals nach einem Ausflug ziemlich „baff“ von den erlebten Eindrücken nach Hause fahren. So möchten wir uns zum Schluss noch ganz besonders bei allen Mitarbeitern des Institutes bedanken, die uns an diesem Tag mit ihren genialen Anregungen und Experimenten den Beruf des Physikers unglaublich schmackhaft gemacht haben, und die für ihre riesige Mühe eigentlich mehr Besucher, aber vor allem, wesentlich mehr interessierte Kinder verdient gehabt hätten. Wir danken für diese lehrreiche Erfahrung.

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01. August 2014