Praktikum am Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Praktikum vom 24.10.2022 zum 04.11.2022
von Wilke Ewen und Jens Stein

Am frühen Morgen des 24. Oktober 2022 traten wir, Wilke Ewen und Jens Stein, unsere Anreise nach München-Garching mit dem ICE an, sodass wir nachmittags bei unserer Unterkunft ankamen und unser Zimmer beziehen konnten.
Aufgrund unserer recht frühen Ankunft und der Tatsache, dass wir erst am nächsten Morgen am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erwartet wurden, konnten wir uns nach dem Check-in noch in Ruhe für einige Stunden München anschauen.

Am folgenden Tag betraten wir, nach 750 Meter Fußweg, das erste mal das Max- Planck-Institut für Quantenoptik, wo wir nach einem kurzen Kennenlernen unserer Betreuerin, Frau Dr. Silke Stähler-Schöpf, direkt in ein Programm des Instituts für physik-interessierte Schülerinnen und Schüler, welches die ersten Tage unseres Aufenthalts stattfand, eingebunden wurden.

Zum Einstieg wurde zunächst ein Vortrag zu den Grundlagen von Lasern, welche in dem Institut die tragende Rolle spielen, Supraleitern sowie zu Femto- und Attosekundenlasern gehalten. In diesem Vortrag wurde auch der erste funktionierende Laser der Welt, welcher 1960 von Theodore Maiman gebaut wurde und sich nun im Eingangsbereich des MPQ befindet, vorgestellt.

Im Anschluss daran begaben wir uns in das PhotonLab, welches eine Einrichtung des MPQ und der LMU ist, in der viele verschiedene Experimente zu Lasern und zur Quantenphysik, beispielsweise für Schulklassen oder Lehrerfortbildungen, vorbereitet sind.

Im Anschluss an eine kurze Einführung zum Thema der Lasersicherheit begann die erste Experimentierphase des Kurses, in der wir eigenständig die verschiedenen Experimente durchführen konnten.
Darauffolgend begaben wir uns in das ix-quadrat, eine Ausstellung der TU München am Zentrum Mathematik, welches sich nur wenige Meter vom MPQ entfernt befindet. Das ix-quadrat, bei dem es sich um eine Machmit-Ausstellung handelt, entstand 2002 unter der Leitung von Professor Jürgen Richter Gebert und wurde von Jutta Niebauer begleitet wurde.

Am folgenden Tag schlossen wir uns erneut den Kurs an, wobei wir wieder am Vormittag im PhotonLab und am Nachmittag im ix-quadrat arbeiteten. Nach dem Ende der Veranstaltung im ix-quadrat begaben wir uns noch mal in das MPQ, wo wir bei der Herstellung, bzw. Bearbeitung von den sogenannten “Quantenwürfeln”, an dem bildlich die Verschränkung in der Quantenphysik beschrieben werden kann, behilflich waren.

Am Donnerstagmorgen endete die Veranstaltung mit der Gruppe nach einem sehr interessanten Vortrag mit anschließender Führung im CALA - Centre for Advanced Laser Applications - in dem an der Verwendung von hochintensiven, gepulsten Lasern im Röntgenspektrum für die Krebsfrüherkennung anhand von Blutproben geforscht wird.

Den Rest des Tages verbrachten wir in dem PhotonLab, wo wir einige der Experimente, welche wir noch nicht geschafft hatten, durchführten und zudem weiter an den Quantenwürfeln arbeiteten.
Am Morgen des Freitags fuhren wir mit der U-Bahn in das Zentrum von München, wo wir uns mit Frau Dr. Silke Stähler-Schöpf am Literaturhaus München trafen, um dem

Symposium “Werner Heisenberg und die Zukunft der Quantenphysik”, welches anlässlich des zehnjährigen Bestehens der Heisenberg Gesellschaft ausgerichtet wurde, beizuwohnen. Nach der Begrüßung durch Professor Johannes Blümer, dem bayerischen Staatsminister für Wissenschaft und Kunst Markus Blume und Lena Odell, einer Stadträtin Münchens, folgten zunächst Vorträge von Barbara Blum und Immanuel Bloch, in denen auf das Leben und Wirken Heisenbergs eingegangen wurde. Nach einer kurzen Mittagspause fand die Verleihung der Heisenberg-Medaille an Professor Dr. Anton Zeillinger von der Universität Wien, dem diesjährigen Physik- Nobelpreisträger, statt. Anschließend hielten Professor Dr. Gregor Weihs eine Laudatio ab und Professor Dr. Anton Zeillinger seinen Gastvortrag. Nach einer kurzen Pause folgte eine Podiumsdiskussion zur Quantenphysik, nach der die Veranstaltung endete.

Die Erfahrung, welche wir von diesem Tag mitgenommen haben, war, dass wir zwar einiges verstanden haben, aber noch vieles lernen können und hoffentlich auch werden. Am darauffolgenden Wochenende und dem Montag und Dienstag der darauffolgenden Woche genossen wir die kulturellen Angebote der Stadt München und besuchten Attraktionen, deren Besuch uns das Team des Max-PlanckInstituttes empfohlen hatte . So besuchten wir unter anderem die beiden Pinakotheken, die Gedenkstätte des Konzentrationslagers Dachau, den Starnberger See, das Schloss Nymphenburg und den dazu gehörigen Schlosspark und erkundeten die großartige Altstadt Münchens sowie den englischen Garten.

Für die letzten drei Tage unseres Praktikums hatte Frau Dr. Stähler-Schöpf Laborführungen organisiert, geführt von den laboransässigen Wissenschaftlern. Diese Führungen fanden in verschiedenen Laboren statt, deren Schwerpunkte waren unter anderem die Atomkühlung durch Lichtresonatoren oder die Attosekundenlaser- Aufbauten. Diese Führungen beeindruckten sowohl durch die Einblicke, die die Forscher uns in ihren jeweiligen Arbeitsalltag boten, als auch durch die Komplexität der Aufbauten und der Theorie, welche uns auf vereinfachtem Niveau vermittelt wurde, und durch die faszinierenden Grundlagen unserer Welt, die uns demonstriert wurden. Sie begeisterten uns für die Welt der Physik und motivierten uns als Schüler die Physik weiterhin als Themengebiet zu verfolgen und ein Studium dieser Fachrichtung anzustreben.

Parallel zu den Laborführungen konnten wir weiter im PhotonLab experimentieren und wurden zudem auch bei dem Überarbeiten eines neuen Experiments, sowie einer kommenden Buchveröffentlichung mit einbezogen.
Am Donnerstag dem 03.11.2022 besuchten wir zusätzlich zu unserer Laborführung dasPlanetariumundBesucherzentrumMünchen/Garching,welches denNamenESO Supernova trägt und ein Museum mit vielen verschiedenen Exponaten rund um die Geschichte und die Entwicklung des Universums sowie um die Arbeit der ESO (Europäische Südsternwarte) und weiteren Mitgliedsländern außerhalb der EU, wie Chile, ist.

Im Anschluss an den Besuch der ESO Supernova hatte uns Frau Dr. Stähler-Schöpf weitere Laborführungen ermöglicht, welche erneut sehr interessant waren und uns noch mehr ermutigten, die Physik auch in Zukunft nicht aus den Augen zu verlieren. Der nächste Tag, welcher unser letzter in München Garching war, begann erneut mit einer sehr interessanten Laborführung. In den anschließenden Stunden konnten wir noch einige Experimente zur geometrischen Optik durchführen. Im Anschluss daran nahmen wir Abschied von Frau Dr. Stähler-Schöpf, nachdem wir uns ausführlich bei ihr bedankt hatten und fuhren mit der U-Bahn zurück zum Hauptbahnhof, von wo aus wir dann mit dem ICE zurück in Richtung Ostfriesland reisten.

Für die Möglichkeit sich einen Einblick sowohl in die faszinierende Welt der Quantenoptik, als auch in den Arbeitsalltag eines Physikers verschaffen zu dürfen, für die Ratschläge und Tips für unser weiteres Leben und die gewonnene Inspiration danken wir dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik und insbesondere dem PhotonLab-Team um Frau. Dr. Stähler-Schöpf und außerdem natürlich den Auricher Wissenschaftstage.