Wissenschaft

Teilchen-Forscher aus Magdeburg sind Saturn und Sandstürmen auf der Spur

Was steckt hinter den aufgewirbelten Teilchen? Vier Physikstudenten der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickeln einen Mikrochip, der das Verhalten von Teilchen in Granulaten aufzeichnen soll. Ein bisschen sind die Unistudenten damit auch Sandstürmen und Saturnringen auf der Spur

11.07.2021, 16:08
Fabian Guse, Anton Muráth, Paul Boße und Micha Zenker vom Forscherteam der Uni Magdeburg.
Fabian Guse, Anton Muráth, Paul Boße und Micha Zenker vom Forscherteam der Uni Magdeburg. Foto: Jana Dünnhaupt

Magdeburg - vs

Was haben Sandstürme, die Saturnringe und geschüttelte Kaffeebohnen gemeinsam? Alles sind sogenannte „granulare Gase“. Wie ein Granulat bestehen sie aus einer Ansammlung vieler kleiner Teilchen. Werden diese durch die Gegend gewirbelt oder befinden sich in der Schwerelosigkeit, wird das Granulat zum granularen Gas. Das Forschungsteam von „SmartDust“ erkannte ein Problem bei der Erforschung dieser besonderen Gase: „Um das Verhalten der Teilchen zu beobachten, hat man bisher Kameras genutzt. Dabei kann man aber nicht alle Teilchen sehen und man kann das Verhalten der Teilchen nie vollständig abbilden oder verstehen“, erklärt Fabian Guse, Physikstudent an der Uni Magdeburg.

„SmartDust“ im freien Fall

Die Idee von „SmartDust“ soll die Lösung sein: Ein Mikrochip, der mitten im granularen Gas platziert wird und die Bewegungen aller Teilchen aufnehmen kann. „Damit wäre es möglich, Granulate dreidimensional aufzunehmen. Diese Erkenntnisse sind dann unter anderem in der Pharmazie, der Landwirtschaft oder auch beim Recyceln von Plastikflaschen anwendbar“, zählt Student und „SmartDust“-Mitglied Anton Muráth auf.

„Dafür müssen wir auch in der Schwerelosigkeit forschen“, sagt Fabian Guse. „Das geht zum Beispiel im freien Fall.“ Anfang dieses Jahres stellte das Team seine Idee der European Space Agency, kurz ESA, vor: Es konnte überzeugen und bekommt im November die Möglichkeit, den Fallturm vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation in Bremen für sein Projekt zu nutzen. Bisher mussten Versuche beim Fall aus einem Fenster herhalten. Im weltweit einzigartigen, über 100 Meter hohen Fallturm kann das Experiment dagegen etwa neun Sekunden lang in der Schwerelosigkeit betrachtet werden.

„Wir wurden dafür ausgewählt und das ist eine große Ehre“, sagt Anton Muráth, „es zeigt auch, dass es nicht unbedingt darauf ankommt, ob man noch im Bachelor studiert oder schon Doktorand ist: Was zählt, ist der Ehrgeiz und die Relevanz für die Forschung.“ Als Bachelorstudierende konnten sie sich gegen viele andere Bewerber durchsetzen.

Geschichten eines Astronauten

Die ESA bietet den Studenten nicht nur die Möglichkeit, den Fallturm zu nutzen. Auch mit Seminaren und Experten unterstützt die Raumfahrtagentur das vierköpfige Forscherteam. Das Team von „SmartDust“ nahm beispielsweise im Februar an einer Woche mit Seminaren der ESA teil. Bei den Online-Konferenzen mit anderen Teams lernten sie internationale Forscher kennen und konnten sich mit weiteren Studenten verbinden, die sich ebenfalls für die Raumfahrttechnik und -forschung begeistern.

Fabian Guse, Anton Muráth, Paul Boße und Micha Zenker lernten sich während des Physikstudiums an der Uni Magdeburg kennen. Ihre gemeinsame Faszination für die Wissenschaft und der Drang, die Welt um sich herum besser zu verstehen, führten sie schlussendlich zusammen.

Während ihres Studiums konnten sie sich bereits viel Wissen aneignen, welches sich jetzt als essenziell für den Erfolg des Projektes herausstellt. „Auch unsere Fakultät, die Fakultät für Naturwissenschaften, unterstützt uns mit Material und besonders mit wertvoller Erfahrung“, sagt Fabian Guse. „Dafür sind wir sehr dankbar!“

Unterstützend und beratend steht – neben vielen Forschern der Universität – besonders auch Prof. Dr. Ralf Stannarius, Abteilungsleiter für Nichtlineare Phänomene am Institut für Physik, zur Seite. Der Professor ist außerdem Koordinator der „Magdeburger Arbeitsgemeinschaft für Forschung unter Raumfahrt- und Schwerelosigkeitsbedingungen“, kurz MARS.