Deutsche Physikmeisterschaft: Bronzemedaille für Schüler vom SFZ der Universität Bayreuth

Universität Bayreuth, Pressemitteilung Nr. 027/2024 vom 04.03.2024

Ein Team aus zwei Schülerinnen und einem Schüler vom TAO-Schülerforschungszentrum (SFZ) der Universität Bayreuth hat bei der Deutschen Physikmeisterschaft, dem German Young Physicists‘ Tournament (GYPT), die Bronzemedaille gewonnen. Niklas Brütting, Mara Forster und Viktoria Stülpnagel vom Gymnasium Fränkische Schweiz in Ebermannstadt überzeugten die Jury mit ihren Forschungsprojekten. Diese wurden durch den Physiklehrer Matthias Troiber in Ebermannstadt und das Team um Prof. Dr. Walter Zimmermann vom SFZ an der Universität Bayreuth betreut. Die Endrunde des Wettbewerbs fand am 2. und 3. März 2024 im Physikzentrum der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) in Bad Honnef statt, wo sich gewöhnlich international führende Wissenschaftler zu Tagungen treffen. Die Goldmedaille errang ein Team aus Lörrach.

„Bei der Deutschen Physikmeisterschaft GYPT geht es ähnlich zu wie bei einer internationalen Wissenschaftstagung. Die Schülerinnen und Schüler präsentieren ihre Forschungsergebnisse in englischer Sprache. Danach müssen sie sich kritischen Fragen der Konkurrenz und einer hochkarätig besetzten Jury ebenfalls in englischer Sprache stellen. Seit 2018 haben es Schülerinnen und Schüler vom Bayreuther SFZ in jedem Jahr in die Medaillenränge geschafft“, sagt Prof. Dr. Walter Zimmermann, Koordinator des Schülerforschungszentrums der Universität Bayreuth, das zur TechnologieAllianzOberfranken (TAO) gehört.

Der Vizepräsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), Dr. Lutz Schröter, zeigte sich sehr beeindruckt von den Forschungsergebnissen und von deren Präsentationen. Er ergänzte, dass er in dem Alter noch meilenweit von solchen enormen Leistungen entfernt war. Die Siegerteams wurden von ihm mit Medaillen, Urkunden und Wissenschaftsbüchern ausgezeichnet.

Das nächste Ziel für eine Auswahl aus den deutschen Topschülerinnen und -schüler ist die internationale Physikweltmeisterschaft IYPT, dem International Young Physicists‘ Tournament im Juli 2024 in Budapest. Das fünfköpfige Nationalteam aus Deutschland wird Ende März im Anschluss an einen Workshop in Ulm zusammengestellt. Zu den zwölf Workshop-Teilnehmer*innen gehört auch Niklas Brütting vom SFZ in Bayreuth, der sich bereits bei seiner ersten Teilnahme am GYPT für die Endauswahl in Ulm qualifiziert. „Das SFZ an der Universität Bayreuth ist das einzige Schülerforschungszentrum in Deutschland, von dem seit 2014 in ununterbrochener Folge Mitglieder für das deutsche Nationalteam nominiert wurden“, sagt Zimmermann und fügt hinzu: „Auch der diesjährige Gewinn einer Medaille ist der Lohn der Nachwuchsförderung am SFZ Bayreuth mit der Unterstützung an der Schule Ebermannstadt.“ 

Die Mitglieder des Bayreuther Trainingsteams Berin und Tarek Becic, Frederik Gareis und Sebastian Friedl, waren früher selbst bei nationalen und internationalen Physikwettbewerben erfolgreich. „Mit ihrer Erfahrung konnten sie auch die diesjährigen Wettbewerbsteilnehmer hervorragend vorbereiten und motivieren.“

„Der mit großem Abstand wichtigste Grund für eine GYPT-Teilnahme ist der Wunsch der Schülerinnen und Schüler, sich mit anderen, ebenso forschungsbegeisterten jungen Leuten zu treffen, gemeinsam Zeit wie am Abend beim Bowling zu verbringen und sich miteinander zu messen. Diese Grundhaltung ist eine sehr gute Basis für die zukünftige Generation von Forscherinnen und Forschern, die man nicht genug fördern kann. Zukünftige Forschungserfolge in unserem Land sind gerade auf diesen ambitionierten Nachwuchs angewiesen“, betont Zimmermann. Der Bayreuther Physiker verweist in diesem Zusammenhang auf die hochkarätige, international ausstrahlende Talentförderung durch die Deutsche Physikalische Gesellschaft und die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung.

Die Forschungsprojekte des Bayreuther Bronzeteams

Niklas Brütting untersuchte ein magnetisches Getriebe. Dabei besitzt jedes Zahnrad nur drei „Zacken“ bzw. Arme. Diese Zahnräder ähneln dem Trendspielzeug „Fidget Spinner“. An den Enden der drei Arme eines Zahnrades brachte Niklas je einen Magneten an. Die Zahnräder montierte er mit ihren Drehachsen senkrecht auf einem Holzbrett. Versetzt er eines der sich nicht überlappende Zahnräder in eine Drehbewegung, so werden die Nachbarzahnräder durch Wechselwirkung der Magnetfelder in Drehbewegungen versetzt.  Zu welchen faszinierenden Drehbewegungen dies z.B. als Funktion der Zahnradabstände führt, hat Niklas sehr überzeugend experimentell und durch eine Computersimulation des Modells seines Versuchsaufbaus untersucht, verstanden und  erklärt. 

Mara Forster hat die Funktionsweise eines sogenannten „Quantum Light Dimmers“ untersucht, einen Lichtdimmer, der auf den Prinzipien der Quantenphysik beruht. Hierzu wird mit einer Natrium-Dampflampe ein Lichtstrahl erzeugt und dieser wird auf die Flamme eines Bunsenbrenners gerichtet, wo er unbeeinflusst durchgeht.  Wird aber Kochsalz in die Flamme eingebracht, schwächt die kochsalzhaltige Flamme den Lichtstrahl ab und dieser Dimmer-Effekt kann durch ein auf die Flamme wirkendes Magnetfeld kontrolliert werden.  Mara hat dieses Dimmer-Phänomen mit einem beeindruckenden Versuchsaufbau gemessen und sehr überzeugend erklärt.

Viktoria Stülpnagel baute eine Solarzelle, eine sogenannte „Grätzel-Zelle“.  Hier ging es darum, wie die Bestandteile der Grätzel-Zelle optimiert werden können, sodass pro einfallende Lichtmenge möglichst viel Strom erzeugt wird. Wie der erzeugte Strom von den einzelnen Komponenten der Zelle abhängt, hat sie mit ihren systematischen Experimenten eindrucksvoll aufgezeigt und auf der Bases der molekularen Vorgänge in der Zelle überzeugend erklärt.

Prof. Dr. Walter Zimmermann
Koordinator des TAO-Schülerforschungszentrums

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