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Menschen | Mainz - 11. Dezember 2018

Wissenschaft zum Anfassen

Wie wird im Schweizer Forschungszentrum CERN gearbeitet? Wie lässt sich die Energie kleinster Teilchen bestimmen? Und wie lange existieren sie überhaupt? Fragen wie diese beantwortet das Schülerprojekt „Physik mobil“, das Wissenschaft an Schulen bringt – zum Mitmachen, Forschen und Staunen.

Es ist noch früh am Morgen, als sich die drei Wissenschaftler Wiebke Kött, Professor Dr. Frank Fiedler und Doktorand Marc Geisen von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz auf dem Campus treffen. Anders als sonst wird ihr Arbeitsplatz heute nicht die Hochschule sein, sondern das Gymnasium Saarburg. In einem vollgepackten Mercedes-Benz Vito machen sich die drei auf den Weg. Mit im Gepäck: alles, womit die Schüler des Physik-Leistungskurses für einen Tag selbst zu Teilchenforschern werden können.

„Physik mobil“ heißt das Schülerprogramm, das Wissenschaft zum Anfassen in die Klassenzimmer bringt. Initiiert wird es vom Exzellenzcluster PRISMA. Die Initiative, die aus renommierten Forschungsgruppen der Universität Mainz besteht, beschäftigt sich mit verschiedensten Bereichen der Teilchenphysik. Neben der eigentlichen Forschung gehört zu den Aufgaben von PRISMA auch die physikalische Allgemeinbildung, insbesondere die Vermittlung von Wissen an junge Menschen. „Dafür sind vor allem viel Spannung und Abwechslung gefragt“, berichtet Wiebke Kött, Projektleiterin der Schülerprogramme bei PRISMA.

Ideen der Schüler

Nicht jedes Mal hat die Wissenschaftlerin die Zeit, selbst mitzufahren, wenn das Physikmobil unterwegs ist. Doch wenn sie es so wie heute einrichten kann, ist sie gern dabei – und immer wieder aufs Neue begeistert: „Bei diesem Projekt können wir mit sehr interessierten und neugierigen jungen Menschen arbeiten. Bei jeder Veranstaltung stellen sie neue unerwartete Fragen, die uns zeigen, wie viele Gedanken sich die jungen Menschen über die Welt und ihre Bausteine machen. Einmal kam beispielsweise jemand auf die Idee, ob man mit den Myonen – kleinste Teilchen, die aus der Atmosphäre auf die Erde treffen und auf dem Weg dorthin je nach Material unterschiedlich stark gestreut werden – eine Art Röntgenuntersuchung seiner Schule machen könne. Wir konnten ihm nur sagen, dass theoretisch natürlich die Möglichkeit bestünde, das aber eher unpraktisch sei. Einige Monate später gingen Ergebnisse solcher Messungen in Fukushima dann tatsächlich durch die Presse. Dort wollte man herausfinden, ob sich bestimmte Stoffe im Reaktor angesammelt hatten.“

Auch im Physik Mobil: Die Influenzmaschine zur Trennung elektrischer Ladungen erzeugt in Experimenten kleine Blitze.
Knisternde Spannung: Die Influenzmaschine zur Trennung elektrischer Ladungen erzeugt in Experimenten kleine Blitze.

Die Experimente, die die Mitarbeiter von PRISMA in den Unterricht bringen, sind vielfältig. Am Gymnasium Saarburg findet heute die sogenannte Masterclass Teilchenphysik statt. Nach einem Einführungsvortrag von Professor Dr. Frank Fiedler werten die Schüler des Physik-Leistungskurses Daten des Schweizer Forschungszentrums CERN an den mitgebrachten Laptops aus. Bereits für jüngere Klassen eignet sich hingegen das Ausleih-Experiment CosMO, für das PRISMA Detektoren, Lehrmaterialien und Auswert-Elektronik zur Verfügung stellt.

Physik to go

Hierbei ermitteln die Schüler mithilfe der Myonen-Detektoren unter anderem die Lebensdauer oder die Geschwindigkeit kleinster kosmischer Teilchen und werten die gesammelten Daten anschließend am Computer aus. Da es sich um Langzeitmessungen handelt, darf das benötigte Material für zwei bis drei Wochen vor Ort verbleiben. Auch Modell-Experimente zur Teilchenphysik sind möglich. „Das Besondere an dem Projekt ist, dass wir auch Schulen außerhalb von Mainz erreichen“, erklärt Kött. „Schließlich hat nicht jede Klasse die Möglichkeit, mal eben für einen Tag an die Uni zu kommen.“

Physik mobil erklärt Wissenschaft verständlich
Ganz schön kompliziert: Die Wissenschaftlerin erklärt Schülern die Entstehung kosmischer Myonen.

Als die drei PRISMA-Mitarbeiter an diesem Nachmittag wieder zurück an die Mainzer Uni fahren, liegen auch hinter ihnen spannende Stunden. Denn nicht nur für die Jugendlichen ist „Physik mobil“ aufregend: „Selbst diejenigen, die anfangs skeptisch sind, lassen sich von den Experimenten begeistern. Sie gehen mit einem sehr unvoreingenommenen Blick an die vorgegebenen Messwerte und entdecken kleine Details, die wir nie betrachtet hätten“, sagt Wiebke Kött. „Bei jeder Veranstaltung kommen neue unerwartete Fragen, die uns zeigen, wie viele Gedanken sich die jungen Menschen über die Welt und ihre Bausteine machen.“Wiebke Kött Dann könne es auch mal vorkommen, dass die Schüler Lösungen infrage stellen und die Antworten alles andere als einfach seien. „Das ist inspirierend. Wir haben immer den Eindruck, dass der Tag für die Jugendlichen ein besonderes Erlebnis ist. Für uns ist er das auf jeden Fall!“, freut sich die junge Wissenschaftlerin schon auf das nächste Mal.

Physik mobil: Wiebke Kött bei der Datenaufnahme am CosMO-Experiment.
Wiebke Kött bei der Datenaufnahme am CosMO-Experiment.