Stipendiatenprogramm am DESY

In den diesjährigen Osterferien hatte Tobias Meinke (11.Klasse) die Chance ein zweiwöchiges Praktikum im Rahmen des Stipendiatenprogramms des JAG beim Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg zu absolvieren. Das Stipendiatenprogramm ist Teil der Emder Forschungstage, wodurch es auch finanziert wird, sodass es für die Stipendiaten kostenlos ist.

Bei DESY wird auf den Gebieten der Teilchen- und Astroteilchenphysik zu Fragen des Aufbau des Universums  geforscht. Im Bereich der Teilchenbeschleuniger werden Beschleuniger entworfen, gebaut und betrieben sowie neue hocheffiziente plasmabetriebene Teilchenbeschleuniger entwickelt.Die Lichtquellen bei DESY für die Forschung mit Photonen basieren auf Teilchenbeschleunigern und liefern extrem intensives Röntgenlicht. Diese „Supermikroskope“ zeigen die atomaren Details und das Verhalten von Nano-Materialien, Biomolekülen und molekularen Mechanismen, auf deren Grundlage Pharmafirmen neue Medikamente entwickeln können.

Ich war im Bereich der Forschung mit Photonen an einer Experimentierstation am Teilchenbeschleuniger PETRA III mitgearbeitet.  Der PETRA III-Ring hat einen Umfang von 2,3 Kilometer und ist eine der hellsten Speicherring-Röntgenstrahlungsquellen weltweit. Mit dieser besonders brillanten Röntgenstrahlung, welche 5000mal feiner fokussiert ist als die Dicke eines menschlichen Haars, können besonders kleine Proben untersucht werden und somit Strukturen und Prozesse im Mikrokosmos (Gegensatz zum Makrokosmos/Universum) sichtbar gemacht werden.  Man stellt sich doch immer die Frage: Warum das Ganze, welchen praktischen Nutzen hat die Forschung? Im Folgenden gebe ich einige Beispiele. Es werden High-Tech Werkstoffe auf mikroskopische Materialfehler untersucht und Werkstoffe optimiert z.B für die Luftfahrt und für Solartechnologie. Die Kenntnis über die Anordnung von Atomen ist hilfreich für die Entwicklung der Festplatten der Zukunft. Es konnte beispielsweise ein  wertvolles van-Gogh Gemälde untersucht werden, wobei festgestellt wurde, dass er ein altes Bild übermalte, welches nun wieder sichtbar ist, was sonst nur durch chemische Zerstörung des Gemäldes möglich gewesen wäre. Auch wird daran geforscht, wie in der Zukunft medizinische Wirkstoffe punktgenau am Krankheitserreger wirken können, ohne umliegendes Gewebe anzugreifen; dafür muss man z.B die räumlich-atomare Struktur von Proteinkristallen kennen.

Meine Aufgaben am DESY waren eine Mischung aus Praxis und Theorie. Ich habe einerseits mit dem Ingenieur an dem Aufbau der Beamline (eine Experimentierstation) gearbeitet. Dazu habe ich z.B. elektronische Schaltungen auf Platinen gelötet, einen Goniometerkopf zur Winkelmessung gebaut und einen Absorber konstruiert und eingebaut, welcher dazu dient den Röntgenstrahl abzuschwächen. Das Experiment haben wir mit flüssigem Stickstoff (-196°C) für eine Vakuumpumpe ausgestattet. Andererseits habe ich mir z.B. einen interessanten Vortrag von einem Professor aus Chicago auf Englisch angehört. Desweiteren habe ich  mit meinem Betreuer, einem Doktor der Physik, den Röntgenstrahl fokussiert, was digital durch Eingaben am Computer geschieht, was aber dort auch durch spezielle Kameras verfolgt werden kann. Ich nahm auch an einer Besucherführung teil, wodurch ich auch andere Anlagen von DESY kennenlernte. Ich habe viel gelernt, da mir bei jeder Gelegenheit viel erklärt wurde. Als wir Aufträge in der hauseigenen Werkstatt abgaben, haben wir z.B die Silicium Werkstatt besichtigt. Es war anfangs schwer zu verstehen, wovon die Wissenschaftler reden, da sie viele Fachbegriffe nutzen, aber durch das freundliche Team konnte man sich schnell einarbeiten. Sie haben geduldig jede Frage beantwortet und alles verständlich erklärt -  auch mehrfach -, bis man es verstanden hat. 

Die tägliche Arbeitszeit war von montags bis freitags von 9.00-17.30 Uhr, inklusive 45min Mittagspause und Kaffeepausen, so oft wie nötig. Wichtig für das Praktikum sind Neugier und (wissenschaftliches) Interesse, wobei es wichtig ist, immer Fragen zu stellen, Eigenständigkeit, da man auch alleine arbeitet, Geduld, da man auch mehrere Tage an einigen Sachen arbeitet (bzw. später als Forscher mehrere Jahre), Spaß am Lernen und Frustrationstoleranz, da auch mal Dinge nicht funktionieren.

Das Stipendiatenprogramm ist eine einmalige Chance in der echten Forschung mitzuarbeiten, nicht nur als Schülerpraktikant. Es bietet interessante Einblicke in die aktuelle naturwissenschaftliche Forschung, wobei man selbst testen kann, ob ein Studium in diesem Fachbereich etwas für einen ist. Wer Interesse hat am Stipendiatenprogramm teilzunehmen, kann sich bei Frau Dr. Brüning in einem persönlichen Gespräch oder per melden.