„Auch wir Physiker brauchen ein Frühstück vor der Arbeit“, sagt Dr. Torsten Kachel, Physiker am Elektronenspeicherring BESSY II, und nimmt einen schnellen Schluck Kaffee. Um ihn herum stehen 40 Kinder und Erwachsene im Foyer. Sie haben Bagel in der Hand und schauen ihn erwartungsvoll an. „Physik zum Frühstück“ heißt das traditionelle Ferienprogramm, das das HZB im Super-Ferien-Pass und Berliner FamilienPass in Kooperation mit dem JugendKulturService seit vielen Jahren in den Sommerferien anbietet. So auch wieder am 17. Juli in Berlin-Adlershof.
Elektronen senden Licht aus
„Sind alle gestärkt?“, fragt Torsten Kachel kurz vor 10 Uhr in die Runde und geht schon mal vor zum Modell von BESSY II. „Wer weiß denn, was ein Elektron ist?“ Ein etwa zehnjähriges Mädchen meldet sich: „Ein Atom.“ „Na ja, nicht ganz“, sagt Torsten Kachel und fragt weiter. Der nächste antwortet: „Ein Teilchen.“ – „Schon besser.“ „Das sind negativ geladene Teilchen.“ – „Genau richtig!“, sagt Kachel endlich. Am Modell erklärt er, wie in BESSY II Elektronen beschleunigt werden und warum sie Licht aussenden können. Die Kinder und Jugendlichen fragen nach Details. Wie viele Elektronen kreisen denn eigentlich gleichzeitig im Elektronenspeicherring? Wie schnell sind sie? Und wozu ist das Licht gut?
Torsten Kachel bittet die Gäste in den Hörsaal. Als die Gäste hereinkommen, ruft er ihnen zu: „Nicht dahinten verstecken. Kommt alle nach vorn. Und vor allem müsst ihr Fragen stellen!“ Vorn sind bereits die Experimente aufgebaut, sofort fällt der Blick auf einen Bass.
Auf unsere Augen können wir uns nicht immer verlassen
Torsten Kachel spult nicht einfach seine Folien ab, er fragt immer wieder ins Publikum, lässt die Kinder und Jugendliche selbst Antworten finden. Zum Beispiel auf die Frage: Was ist Licht? Ein Mädchen antwortet: „Licht ist hell.“ Das sei natürlich nicht falsch, aber eben auch nur ein kleiner Teil der Wahrheit, entgegnet Kachel und fragt weiter. Die Kinder lernen, dass Licht elektromagnetische Wellen sind und das sichtbare Licht nur ein kleiner Teil davon ist. Und ganz nebenbei gibt es eine wichtige Erkenntnis: „Wir müssen uns von der Idee verabschieden, dass wir mit den Augen alles sehen und erfassen können. Deshalb müssen wir die Welt, die uns umgibt, mit anderen Methoden erforschen.“
Dann geht Torsten Kachel zum Experimentiertisch und wirft eine Folie zu den Magdeburger Halbkugeln an die Wand. 1657 ließ Otto von Guericke jeweils acht Pferde antreten, um zwei Halbkugeln auseinanderzuziehen, aus denen er vorher die Luft abgepumpt hatte. Doch nicht einmal 16 Pferde kamen gegen die Kräfte an, die durch den unterschiedlichen Luftdruck innerhalb und außerhalb der im Durchmesser 42 cm großen Halbkugeln wirkten.
Parallel hat sein Kollege Thomas Blume schon mal zwei Magdeburger Halbkugeln im Hörsaal vorbereitet und die Luft im Inneren abgepumpt. So herrscht im Inneren ein Vakuum. Ein Mädchen kommt nach vorn und hängt sich an die Griffe der Kugeln – aber es tut sich nichts. Es drückt einfach zu viel Luft von außen dagegen (für Experten: 1 Kilogramm pro cm²). So spielend einfach lassen sich Vakuum und Luftdruck erklären.
Die Zeit-Anhalten mit der Stroboskop-Lampe
Dann gibt es noch ein bisschen Hokuspokus. Ein kleiner Ventilator bleibt auf einmal stehen, obwohl er sich vorher nachweislich gedreht hat. Aus einem Wasserstrahl treten auf einmal einzelne, sichtbar geordnete Tropfen hervor. Und die Bassseite schwingt in Zeitlupe hin und her. Die Kinder, die Torsten Kachel vorher nach vorn gebeten hat, staunen. Das „Zauberding“ liegt in seiner Hand. Es ist eine Stroboskop-Lampe, die mit einstellbarer Frequenz blitzt. „Weil der Ventilator immer an der gleichen Stelle angeblitzt wird, kommt er scheinbar zum Stehen“, erklärt der Physiker und zieht Parallelen zur seiner Arbeit, wo er mit ultrakurzen Lichtblitzen aus dem Synchrotron schnelle Prozesse in Materialien beobachtet.
Thomas Blume und Torsten Kachel zeigen noch ein paar Experimente mit flüssigem Stickstoff, lassen eine Kaugummidose knallen – sogar zweimal, weil die Kinder „Nochmal, nochmal“ rufen – und mixen zum Schluss Schoko- und Erdbeereis mit flüssigem Stickstoff.
Die zwei Stunden sind im Handumdrehen vergangen, viele Fragen sind beantwortet – und für alle anderen lohnt es sich, im nächsten Jahr wiederzukommen. Schaut einfach in den neuen FamilienPass (ab Januar 2020 erhältlich) und seid dabei, wenn es wieder heißt: “Physik zum Frühstück”. Weitere Infos: https://jugendkulturservice.de/de/passhefte/berliner-familienpass/
