(569) 60 Jahre MPIK Heidelberg • Animus Klub • Der Freizeitklub in der Metropolregion Rhein-Neckar

ANIMUS-KLUB-KIDS auf der Jagd nach Dunkler Materie mit Xenon-Detektoren! – Max-Planck-Institut für Kernphysik bot superspannende und verblüffende Experimente beim 60-jährigen Jubiläum!

Vor genau 60 Jahren öffnete das Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik seine Türen und Tore für die Entdeckung und Erforschung neuer Technologien. Was sich in diesem großen Zauberkästchen am Rande des Heidelberger Waldes so alles Interessantes verbirgt, das durften wir bereits vor vier Jahren schon einmal live miterleben und bestaunen. Es ist in der Tat ein Gelände, das unzählige Attraktivitäten bietet, bei denen nicht nur Physik-Cracks und Technik-Freaks voll und ganz auf ihre Kosten kommen, sondern vor allem Laien Bauklötzer staunen, weil sie von all dem, was sich dort abspielt, entweder überhaupt keine Ahnung haben, geschweige denn, sich überhaupt in irgendeiner Form vorstellen können, oder verstehen, was da eigentlich tatsächlich abgeht.

So ist ein Tag der offenen Tür dieses Institutes nicht nur ein Leckerbissen für unsere wissbegierigen Kids zum Erwerben neuer „A-Ha-Effekte“ und linguistisch komplexer Horizonterweiterungen, wie zum Beispiel die Frage: „Was um alles in der Welt ist eigentlich Kryoventil Pentatrap?“, sondern auch immer eine Art Zauber-Show à la David Copperfield trifft Hans Klok und die Ehrlich Brothers, und am Ende habt ihr zwar etwas richtig cooles gesehen, aber wisst trotzdem nicht wie es geht oder funktioniert.

Ein Besuch im MPIK ist aber vor allem für unseren Vorsitzenden Alexander Höfer immer eine ganz große Herausforderung, denn ihm obliegt am Ende ja meistens die Ehre mit seinem hervorragend ausgestatteten Nichtwissen in diesem Bereich, das tatsächlich dunkler Materie gleichkommt, einen absolut korrekten und für jeden Leser verständlichen Bericht zu schreiben, und Geräte zu erklären, von denen er bis gestern noch nicht einmal gewusst hat, dass sie überhaupt auf dieser Welt existieren, wenn er verhindern möchte, dass sich entweder der Direktor Prof. Dr. Klaus Blaum oder sein alter Jungendfreund Dr. Sascha Epp bei ihm melden und zu ihm sagen: „Hey Alex, was schreibst du denn hier für einen totalen Blödsinn!“

Die Technik- und Konstruktionsabteilung machten unsere Kiddies an diesem Tag als erstes unsicher. Hier gab es neben einer Vernissage diverser Metalle zum Anfassen, auch stündlich ein Modellauto zu gewinnen. Dafür mussten Quizfragen richtig beantwortet werden. So rauschen unsere vier erst einmal ungebremst vor Tatendrang in alle Richtungen davon, um die richtigen Antworten zu finden, während unser Vorsitzender inständig hoffte, dass wir heute bei unserem Besuch keinen neuen Geschwindigkeitsrekord aufstellen werden, um uns die gut 150 Experimentier- und Präsentationsstationen, näher anzuschauen.

Doch die Mitarbeiter des MPIK hatten mit ganz genialen Attraktionen – Süßigkeiten ziehen halt immer – schon dafür gesorgt, dass unsere Kids bereits wenig später überhaupt keine andere Chance hatten, als etwas länger an der einen oder anderen Station zu verweilen. Ein Toffifee-Drucker war der erste ganz große Anziehungsmagnet, bei dem unsere vier längere Zeit kleben blieben. Hier bekamen sie zunächst von einem Fachmann gezeigt, wie ein Toffifee am Bildschirm dreidimensional erstellt und angemalt wird. Dass dieses Toffifee dann sogar noch ausgedruckt werden konnte, war natürlich der Höhepunkt dieser Vorführung.

Während sich unsere Mädchen weiter intensiv mit dieser süßen Technik beschäftigten, ließen sich unsere Jungs von einem anderen Mitarbeiter die Axis-Kanone erklären. In der Konstruktionsabteilung des MPIKs werden ja im Normalfall keine Toffifees hergestellt, sondern das ganze Jahr über spezielle Teile für elektronisch-hochkomplexe Geräte entwickelt, wie das bereits schon erwähnte Kryoventil Pentatrap, ein spezielles Ventil, das bei Tiefkühlanlagen für Gase bis zu -270 Grad zum Einsatz kommt.

Die Axis-Kanone hingegen ist in der Lage einen hochenergetischen Elektronenstrahl zu produzieren. Dabei werden hohe Spannungen zwischen Anode und Kathode angelegt. Die Hauptachse der Kanone ist frei von jeglichen Bauteilen. Das ermöglicht den Wissenschaftlern völlig neue Betrachtungsweisen und Messungen ihres Experimentes.

An den Bildschirmen bekamen wir gleich darauf einige Konstruktionspläne vor Augen geführt und genau erklärt, wie diese erstellt werden, bevor unsere Kiddies sämtliche PCs der Abteilung in Beschlag nehmen durften, um sich den dreidimensionalen Geschicklichkeitsspielen zu stellen.

In der gegenüberliegenden Abteilung – der Ausbildungswerkstatt für Feinwerktechnik – bekamen wir im Anschluss daran einen Einblick, wie das Drahterodieren funktioniert. Hier durften unsere Kids nicht nur eine riesige Libelle bestaunen, sondern auch kleinere Feinteile genauestens betrachten, und im Anschluss daran, als Andenken sogar mit nach Hause nehmen.

Weiter ging es im Keller des Gebäudes. In der Ausbildungswerksatt für Elektronik, warteten ebenfalls jede Menge Aktionen auf uns. Viele Geräte waren dort aufgebaut, und warteten nur darauf ausprobiert und bespielt zu werden. Was uns natürlich sofort ins Auge stach. Auch hier gab es eine große Süßigkeiten-Box, die sich allerdings erst dann öffnete, wenn wir bestimmte Fragen richtig gelöst hatten, und elektronische Kabel richtig verbunden.

Im hinteren Teil gab es einen Reaktionstest zu absolvieren, und das berühmte Tic-Tac-Toe-Spiel in elektronischer Ausführung. Während wir gegen den Mitarbeiter des MPIK beim Reaktionsspiel fast immer gewannen, hatten wir gegen unseren 1. Vorsitzenden Alexander Höfer überhaupt keine Chance ihn zu schlagen.

Nach einem Geschicklichkeitsspiel für das es zur Belohnung Schlüsselanhänger aus dem hauseigenen 3D-Drucker gab, durften wir im Wolfgang-Genther-Laboratorium „Starke Felder“, sowie alles rund um den Magnetismus und den Xenon-Detektor kennenlernen. Genauso wie vor vier Jahren, war in diesem Bereich eine Mordsgaudi angesagt, denn wir konnten hier wirklich unheimlich geniale Dinge ausprobieren, wie zum Beispiel Lametta-Schmetterlinge und Kronen durch die Luft schweben lassen, oder die supraleitende Magnetschwebebahn ausprobieren. Hier flitzte ein mit Stickstoff geladenes Magnetteil in rasanter Geschwindigkeit im Kreis herum, und drehte sich dabei auch um seine eigene Achse. Ab und zu mussten wir es allerdings anschubsen, damit es weiterfahren konnte. Damit wir uns an dem Minus 190 Grad kalten Teilchen nicht die Finger verbrannten, oder der aufsteigende Dampf unsere Augen schädigte, bekamen wir dafür eine Schutzbrille und Schutzhandschuhe von den Mitarbeitern zur Verfügung gestellt.

Nun begann die aufregende Jagd nach Dunkler Materie mit Xenon-Detektoren. Im Universum soll es neben Bahnkurven von Galaxien und anderen kosmischen Phänomenen, derzeit auch rund 85% Dunkle Materie geben. Diese ist weder sichtbar und tritt auch nur ganz schwach mit normaler Materie in Wechselwirkung.

Angeblich sind WIMPs – (Weakly Interacting Massive Particles) die Ursache für die Dunkle Materie, da diese Teilchen schon seit Millionen von Jahren in ausreichender Menge vorhanden sind. Wenn solche Teilchen tatsächlich existieren, dann müssten sie hin und wieder mit dem Atomkern eines Xenon-Detektors wechselwirken.

Während unser Vorsitzenden bereits nach fünf Minuten die Segel strich, weil er nicht mehr in der Lage war diesen Informationen wirklich folgen zu können, und unsere Jungs sich ein wenig versebständigten, um alleine auf Entdeckungsreise zu gehen, ließen sich unsere beiden Mädchen geschlagene 45 Minuten den Xenon-Detektor, sowie das seit 2009 im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor laufende XENON100-Experiment von Florian Jörg bis ins letzte Detail erklären. Dafür recht vielen Dank. Wer mehr über den Xenon-Detektor erfahren möchte, der meldet sich am Besten direkt bei Herrn Prof. Dr. Manfred Lindner, Telefon: 06221-516800, oder auf der hauseigenen Homepage des Max-Planck-Instituts für Kernphysik.

Ja, wir haben mal wieder unheimlich viel erlebt in einer der technisch hochinteressantesten Schatzkammern der Metropolregion Rhein-Neckar. Wie immer können wir leider nicht über alles schreiben, was gesehen und bestaunt haben, denn ansonsten müsste unser Vorsitzender noch in drei Wochen schreiben, schreiben und nochmals schreiben. Un da es an diesem großartigen Tag mal wieder das traditionelle und unglaublich leckere Stickstoffeis gab, möchten wir uns als Dankeschön mit einer daraus gewonnen ganz neuen Formel von den Verantwortlichen und Mitarbeitern des MPIKs verabschieden, denn am Ende unserer Tour nahmen wir folgende Erkenntnis mit nach Hause:

NEis = 3,711 m/s² x (3Snick + 2Ahoi²) x 552 ± 6 km/s

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