Jugend forscht 2009

Die Sieger des 44. Bundeswettbewerbs von Jugend forscht stehen fest. Bundesbildungsministerin Annette Schavan zeichnete am 24. Mai 2009 Deutschlands beste Jungforscherinnen und Jungforscher in Osnabrück aus. Der Bundeswettbewerb 2009 wurde gemeinsam ausgerichtet von der Stiftung Jugend forscht e. V., ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierter und zusätzlich vom stern als Gründer des Wettbewerbs unterstützter Verein, und der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU).

Entstehung Dunkler Materie

Schüler guckt hinter einem Laptop hervor.
Raphael Errani und seine Computersimulation

Bereits zum zweiten Mal wurde Raphael Errani aus Niedersachsen Bundessieger. Der 19-Jährige präsentierte eine überzeugende Theorie für die Entstehung eines Rings aus Dunkler Materie in unserer Galaxie. Hiermit bringt er ein wenig Licht in das Dunkel, welches in der Forschung bezüglich der Frage, woraus dunkle Materie eigentlich besteht, herrscht.

Ausgehend von den Daten des Forschungssatelliten EGRET hat Errani per Computer simuliert, wie sich ein Ring aus Dunkler Materie gebildet haben könnte. Dieser umgibt, Spekulationen zufolge, das Zentrum unserer Milchstraße: In ferner Vergangenheit könnte eine kleine, aber massive Zwerggalaxie in die Milchstraße eingedrungen und durch gewaltige Gravitationskräfte zerrieben worden sein. Die Jury hat besonders beeindruckt, in welcher Weise der junge Wissenschaftler entscheidend in die aktuelle Diskussion an der vordersten Front der Forschung eingegriffen hat. Dafür erhielt er den Preis für eine außergewöhnliche Arbeit vom Schirmherrn des Wettbewerbs - dem Bundespräsidenten.

Visualisierung von Venen per Infrarot

Schüler und Bildungsministerin Schavan stehen vor Infrarot-Gerät, das die Hand von Bildungsministerin Schavan auf Bildschirm abbildet.
Steffen Strobel visualisiert die Hand von Annette Schavan.

Steffen Strobel (20) aus Bayern gewann den Preis der Bundeskanzlerin für die originellste Arbeit. Er entwickelte ein neuartiges Infrarotsystem, mit dem sich unter der Haut liegende Venen am Computerbildschirm visualisieren lassen. Ärzte können so gezielter Spritzen setzen.

Optische Eigenschaften von Nano-Goldpartikel

Mit selbst hergestellten Nano-Goldpartikeln holten sich Karen Wintersperger (19) und Lucas Rott (18) aus Hessen den ersten Preis im Fachgebiet Physik. Durch die Analyse der Form dieser winzigen Teilchen und eine Modellrechnung vermochten die Jungforscher vom PhysikClub Kassel allgemeine Aussagen über deren optische Eigenschaften zu formulieren. Gestiftet wurde der mit 1500 Euro dotierte Preis von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG).

Zwei Schüler sitzen vor Reagenzgläsern mit rötlicher Flüssigkeit.
Die Träger des 1. Physik-Preises und ihre selbst hergestellten Nano-Goldpartikel

Mit ihrer Arbeit haben die beiden jungen Wissenschaftler einen wichtigen Beitrag zu der aktuellen Forschung geleistet. Beeindruckt war die Jury insbesondere von der sorgfältigen Analyse des Zusammenhangs zwischen geometrischer Struktur und optischen Eigenschaften und der erfolgreichen experimentellen Verifikation ihrer Überlegungen. Die Nutzung dieser optischen Eigenschaften von Goldpartikeln lässt sich bis zu den alten Römer zurück verfolgen. Diese nutzten Nanostrukturen allerdings, ohne sich dessen bewusst zu sein. Dies belegt der berühmte Lykurgus-Becher im Britischen Museum: Er erscheint in leuchtendem Rot, wenn Tageslicht durch sein milchiges Glas fällt. Die Farbe kommt durch Wechselwirkungen des Lichts mit winzigen, fein verteilten Goldteilchen zustande. Physiker nennen das Phänomen Plasmonenresonanz.

Ziel von Karen Wintersperger und Lucas Rott ist es nun, statt Nanokugeln winzige, zeppelinförmige Teilchen aus Gold herzustellen. Diese können als Basis für kostengünstige, doppelbrechende Materialien für optische Anwendungen dienen. Die theoretischen Grundlagen dazu hat das Forscherpaar bereits im Griff.

Nano-Goldpartikel im Hinblick auf Fluoreszenzeffekte

Zwei Schüler stehen vor einem Reagenzglas mit grünlich leuchtendem Inhalt.
Die zweiten Physik-Preisträger und die Fluoreszenzeffekte

Bei dem zweiten Physik-Preis ging es indirekt auch um Gold. Julia Münzner (17) und Patrick Wohlfahrt (18) aus Thüringen hatten zu Fluoreszenzeffekten an metallischen Nanopartikeln geforscht. Bei neuartigen Verfahren zur Bestimmung von Molekülen wie beispielsweise der DNA wird mit Fluoreszenzfarbstoffen gearbeitet. Den Trägern des zweiten Physik-Preises gelang es nun durch die Zugabe von Gold- und Silbernanopartikel die Leistungsfähigkeit des Verfahrens zu beeinflussen und somit hilfreiche Ergebnisse für weitere Analysen zu liefern.

Optische Phänomene, inhomogene Plattenkondensatoren und Walfisch-Flossen

Zwei Schülerinnen vor einem Gerät, das aus verschiedenen Rohren zum Durchschauen besteht.
Britta Vinçon (18) und Ilka Vinçon (16)

Den dritten Preis innerhalb des physikalischen Fachgebiets ging an Britta Vinçon (18) und Ilka Vinçon (16) aus Baden-Würtemberg. Die beiden Jungforscherinnnen untersuchten die sonderbaren Erscheinungen am Rande einer Rohröffnung, die sich dem Betrachter beim Blick hindurch bieten. Durch eine Analyse des Phänomens in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern entwickelten sie ein theoretisches Erklärungsmodell.

Der vierte Preis ging an Sebastian Mensch (19) für seine Vorschläge zur Optimierung der Homogenität des elektrischen Feldes zwischen den Platten eines Kondensators. Sven Krummen (18) und Christian Wassermann (18) bekamen für ihre Optimierung der Aerodynamik von Tragflächen nach dem Vorbild von Walflossen den fünften Preis.