Wellenspiele

Wenn du von Wellen hörst, dann denkst du vermutlich an deinen letzten Badeurlaub. Aber selbst in unserem Alltag sind wir immer von Wellen umgeben: z.B. kommunizieren wir über Schallwellen, die von unseren Stimmbändern erzeugt und vom Trommelfell aufgenommen werden. Als Musikfan weisst du sicher auch, dass man diese Schallwellen sogar spüren (z.B. am Lautsprecher) und sehen (Seite einer Gitarre) kann. Genauso benutzen wir elektromagnetische Wellen um Sprache, Bilder und Informationen über grosse Distanzen zu übertragen, damit du z.B. ein Video auf deinem iPad anschauen kannst.    
Aber was sind Wellen genau? Bei diesem Workshop gehen wir auf eine Entdeckungsreise ins Reich der Wellen. Über Experimente mit Wasser, Schall und Gummibären wirst du zunächst die Eigenschaften von Wellen kennenlernen. Danach erkunden wir spielerisch, wie man diese Welleneigenschaften ausnutzen kann. Wie helfen Licht- und Teilchenwellen Wissenschaftlern tief in Materialien hineinzuschauen? Wie helfen Wellen zu verstehen, warum Diamant (z.B. in einem Diamantbohrer) sehr hart ist und Graphit (z.B. in deinem Bleistift) sehr weich, obwohl beide nur aus Kohlenstoffatomen bestehen?    
Dieser Workshop ist ein Kooperationsprojekt der Kinder-Universität Zürich mit dem Paul Scherrer Institut (PSI)— dem grössten Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. 

Wann und wo?

Samstag, 5. November 2022, 09.45–12.15 Uhr 

Der Workshop wird am PSI im Kanton Aargau durchgeführt, detaillierte Informationen zum Ort folgen bei Zulassung zur Veranstaltung.

Programmänderungen vorbehalten!

Wer?

Kinder der 5. und 6. Klasse

Marc Janoschek: Mehr über mich ...

Bereits während meiner Schulzeit in Deutschland habe ich mich sehr für naturwissenschaftliche Fächer interessiert. Obwohl mich auch Medizin, Biologie und Chemie gereizt haben, war bereits gegen Ende der Schulzeit Physik mein Lieblingsfach, wo mich vor allem das Thema der Supraleitung stark fasziniert hat. Deswegen habe ich mich entschieden, an der Technischen Universität München Physik zu studieren. Im Physikstudium hat mich besonders die Festkörperphysik interessiert, die sich damit beschäftigt, wie die Eigenschaften von festen Stoffen grundlegend verstanden werden können. Warum leitet Kupfer Wärme besser als Eisen? Warum sind manche Materialien magnetisch und andere nicht? Warum sind manche Materialien härter als andere? Wie funktionieren Halbleiter, die Grundlage für unsere Smartphones darstellen?    

Im fünften Semester hatte ich die einmalige Chance, ein Forschungspraktikum am Institute Laue Langevin (ILL) in Frankreich zu machen, wo eine der weltweit führenden Neutronenquellen betrieben wird. Dort habe ich gelernt, wie man „Neutronenwellen“ benutzen kann, um tief ins Innere von Materialien zu schauen. Auf diese Weise lernt man, wie sich Atome in Materialien anordnen und bewegen, woraus sich ihre Eigenschaften erklären lassen. Hierbei fand ich es besonders beeindruckend, dass diese Einblicke auf atomarer Ebene durch riesige tonnenschwere Instrumente ermöglicht werden. Damit war mir klar, dass ich unbedingt an diesen sogenannten Grossforschungsanlagen forschen wollte und dafür auch solche Instrumente entwickeln wollte!    

Für meine Diplom- und Doktorarbeit durfte ich an drei Instituten, welche solche Anlagen betreiben, dem ILL, dem Heinz-Maier-Leibnitz Zentrum in München, und dem Paul Scherrer Institut in der Schweiz, forschen. Ich habe dabei selbst ein Instrument entwickelt und gebaut, welches erlaubt, komplexe magnetische Materialien zu verstehen. Nach meiner Promotion im Jahr 2008 bin ich, unterstützt durch ein Stipendium der deutschen Alexander von Humboldt Stiftung, in die USA gezogen, wo ich für beinahe 10 Jahre an der University of California, San Diego, und am  Los Alamos National Laboratory geforscht habe. Ich habe mich darauf spezialisiert, die Eigenschaften von Quantenmaterialien durch Experimente an Grossforschungsanlagen im Detail zu verstehen. Diese Materialien haben neuartige Eigenschaften, welche durch Quanteneffekte entstehen und oftmals funktionalen Charakter haben, der sie interessant für zukünftige Anwendungen macht.    

Seit 2018 bin ich am Paul Scherrer Institut (PSI) im Kanton Aargau als Laborleiter tätig. Mein Team von fast 60 Mitarbeitern ist für den Betrieb, die Instandhaltung und die Weiterentwicklung von drei Grossforschungsanlagen verantwortlich an denen mit Neutronen und Myonen geforscht wird. Jedes Jahr werden wir an diesen Anlagen von bis zu 2000 Wissenschaftlern besucht, die aus der ganzen Welt kommen, um Neutronen und Myonen als Sonden zu benutzen, um Rätsel in vielen Themenbereichen, wie z.B. Teilchenphysik, Quantenmaterie, Chemie, Material- und Ingenieurswissenschaften und selbst der Erforschung von Kulturgütern (z.B. Untersuchung von Schwertern aus dem Wikingerzeit) zu lösen. Es macht mir grosse Freude Seit 2021 lehre ich zusätzlich als Professor am Physik Institut der Universität Zürich, wo ich auch mit meiner Arbeitsgruppe weiterhin die mysteriösen Eigenschaften von Quantenmaterie erforsche. Dabei macht es mir besonders Spass an der Ausbildung der nächsten Generation von Wissenschaftlern und Technikern beteiligt zu sein. 

 

Yves Müller: Mehr über mich …

Als Kind ging ich nicht gerne zur Schule, obwohl ich dort keine Probleme hatte und immer gute Noten nach Hause brachte. So wollte ich ursprünglich die Schule so schnell als möglich hinter mich bringen und eine Berufslehre beginnen. Nur war ich so vielseitig interessiert, dass ich mich für keinen Beruf entscheiden konnte. Da gab mir ein ehemaliger Primarlehrer den Tipp, ich solle doch in die Kantonsschule wechseln, denn dann hätte ich länger Zeit, mir über meine berufliche Zukunft Gedanken zu machen. Das tat ich dann auch und ich begann, mich für technische Wissenschaften zu interessieren. Als es dann um die Studienwahl ging, entschied ich mich für die Werkstoff-Wissenschaften. Werkstoffe sind die Basis für verschiedenste Anwendungen und so fand ich ein Wissenschaftsgebiet, das sehr vielseitig ist und verschiedene Gebiete der Wissenschaft in sich vereint.    

Während dem Studium fand ich auch immer mehr Gefallen an der Forschung. So begann ich nach meinem Diplom-Abschluss mit einem Doktorat und untersuchte, wie sich die Oberflächen auf Titan verändern, nachdem man es mit Chemikalien und elektrischem Strom behandelt hat. Titan ist ein Metall, das sehr gute Eigenschaften hat und zum Beispiel in der Medizin als Implantat oder Knochenplatte eingesetzt wird, oder im Flugzeug für stark beanspruchte Teile verwendet wird. Nach dem Doktorat untersuchte ich weiter Werkstoffe in verschiedenen Laboren, unter anderem auch an der EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und –forschungsanstalt) in Dübendorf. Ich analysierte ihre Zusammensetzung, untersuchte ihre Korrosionsbeständigkeit und sehr oft untersuchte ich Bruchflächen, denn anhand der Bruchflächen konnte man sehr viele Rückschlüsse ziehen, weshalb etwas gebrochen ist. Bei vielen dieser Untersuchungsmethoden spielten Wellen eine wichtige Rolle und gaben mir die nötigen Informationen, um eine Untersuchung abschliessen zu können.    

Nachdem ich mich fast 20 Jahre mit Werkstoffuntersuchungen und Analysen beschäftigt hatte, entschloss ich mich, meine Berufserfahrungen im Labor mit jungen Leuten zu teilen und durfte am PSI die Berufsausbildung der Physiklaboranten übernehmen. Es macht mir grossen Spass, mit den jungen Leuten zusammenzuarbeiten und sie auf ihrem Weg ins Berufsleben begleiten zu können.