Video der Woche: Vom Herzschlag zum Quantensprung



Sie sind den schnellsten Bewegungen im Kosmos auf der Spur: Forscher im Bereich der Attosekundenphysik versuchen mit raffinierten Methoden, die Zeit anzuhalten. Allerdings nicht im wortwörtlichen Sinn - ihnen geht es um Methoden, ultraschnelle Bewegungen erfassen und so weit verlangsamen, dass wir sie erkennen können. Wie das funktioniert und wie kurz die Zeitabschnitte sind, um die es dabei geht, erklären Wissenschaftler vom Labor für Attosekundenphysik (LAP) am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching in diesem Video. Im Video-Wettbewerb "Fast-Forward" wurden sie mit diesem Film Gewinner der Kategorie "Pro".

Ein Wimpernschlag dauert eine halbe Ewigkeit dagegen: Bewegungen in der Welt der kleinsten Teilchen laufen in winzigen Sekundenbruchteilen ab. Selbst der schwirrende Flügelschlag einer Fliege oder eine fliegende Gewehrkugel sind dagegen um Größenordnungen langsamer. Wollen Forscher aber eine chemische Reaktion nicht nur beobachten, sondern wirklich verstehen, müssen sie das Verhalten der kleinsten Akteure kennen - der Elektronen. Doch deren Sprünge und Positionswechsel laufen innerhalb von Attosekunden ab - das entspricht dem trillionsten Teil einer Sekunde.

Schnappschüsse mit Laserblitzen

Um diese rasend schnellen Prozesse aufzeichnen zu können, muss die Aufnahme-Technik mindestens ebenso schnell sein. Und das war lange Zeit das Problem. Denn High-Speed-Kameras oder herkömmliche Mikroskope schaffen das nicht einmal ansatzweise. Doch die Attosekundenphysiker behelfen sich mit einer raffinierten Methode: Sie beschießen die Moleküle mit Laserblitzen, die ebenfalls nur wenige Attosekunden anhalten. Spezielle Kameras registrieren dabei, wie sich das Laserlicht beim Durchstrahlen des Moleküls verändert hat. Sie erzeugen auf diese Weise einen ultraschnellen Schnappschuss der momentanen Elektronenverteilung. Reihen die Physiker nun viele dieser Blitze aneinander, können sie aus diesen Einzelbildern die Veränderungen in der Elektronenposition rekonstruieren und damit deren Bewegungen abbilden.

Wie das funktioniert und wie schnell diese Bewegungen ablaufen, zeigen die Max-Planck-Forscher in ihrem Video auf besonders anschauliche Weise: Sie nehmen uns Zuschauer mit auf eine Reise in die Zeit. Aber nicht zurück oder vor, sondern hin zu immer schnelleren Bewegungen und Phänomenen. Schnell wird anhand der faszinierenden Zeitlupen-Animationen klar, wie stark man diese verlangsamen muss, damit unser Auge eine Chance hat, sie wahrzunehmen. Schon zwischen dem Herzschlag eines Menschen und dem Flügelschlag einer Fliege liegen dabei Welten.

Die Gewinner des "Fast-Forward"-Wettbewerbs

Für die Jury des Web-Video-Wettbewerbs „Fast Forward Science" waren Konzept und Umsetzung des Videos preiswürdig - sowohl in punkto Wissenschaftlichkeit, Verständlichkeit und Unterhaltsamkeit. Als viertes Kriterium bezog die Jury aus Vertretern klassischer und neuer Medien, der Wissenschaftskommunikation und des Films die Beliebtheit der Videos auf YouTube in ihre Gesamtbewertung ein. Rechnete man dies mit ein, war das Ergebnis klar: Sie kürten diesen Film zum Gewinner der für Forschende reservierten Kategorie "Pro" des Wettbewerbs.

Den Preis in der Kategorie „Next" für Nachwuchswissenschaftler erhielt ebenfalls ein Team von Max-Planck-Forschern: Der Doktorand Pablo Rosado und seine Kollegen vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) in Hannover erklären in ihrem Video „The Invisible Colours of the Universe", wie man Gravitationswellen messen kann und inwieweit sie ein neues Fenster zum Universum öffnen.

Um ein kontroverses Thema geht es dagegen im dritten Gewinner-Video: Das Team um den freiberuflichen Informationsdesigner Philipp Dettmer aus München thematisiert in ihrem Video „Fracking Erklärt – Pro und Kontra" die Vor- und Nachteile des Hydraulic Fracturing, kurz Fracking. Diese umstrittene Technologie ermöglicht es, auch solche Gas- und Ölvorkommen zu fördern, die in tief liegenden Gesteinsschichten gebunden sind. Der Spezialpreis der Jury geht an einen kreativen Mathematikstudent aus Dresden. Johann Beurich erklärt in seinem "Mathe-Song" die Lösung der a-b-c-Formel, der sogenannten Mitternachtsformel: authentisch, leidenschaftlich, unterhaltsam und originell.

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Der Autor ist ein brillant schreibender Wissenschaftler, der keinen Zweifel daran lässt, dass Tiere Freude, Liebe, Angst und Eifersucht fühlen und dass sie denken können.

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