Bundesfinale 2023 in Bremen

Für 173 junge Talente wurde Mitte Mai ein Traum wahr. Nachdem sie sich bei den Regional- und Landeswettbewerben bewiesen hatten, duften sie ihre Projekte vom 18. bis 21. Mai 2023 beim Bundesfinale von „Jugend forscht“ in Bremen vorstellen.

Eine Messehalle, vollgepackt mit Experimenten, Aufstellern und Plakaten: An jedem Stand standen junge Menschen und erzählten begeistert von ihren Projekten, die sie nach teilweise bis zu fünf Jahren Arbeit nun beim Bundeswettbewerb präsentierten. Eine letzte Hürde trennte sie noch von der Preisverleihung: An zwei Tagen befragte eine Fachjury nacheinander alle Teams eines Fachbereichs zu ihren Projekten. Denn nicht nur eine schriftliche Ausarbeitung und ein strukturierter Stand waren wichtig für eine gute Bewertung. Die Jury fragte genau nach und testete, ob die Schülerinnen und Schüler ihren Forschungsgegenstand auch fachlich verstanden haben. Sie mussten überzeugend erklären, weshalb sie sich für ihr Projekt entschieden, was sie erforscht und welche Herausforderungen sie gemeistert haben.

Kosmische Entfernungen bestimmt

Maximilian Alt

Im Bereich Physik haben es 20 Teilnehmende in zwölf Projekten ins Bundesfinale geschafft. Einer von ihnen ist Maximilian Alt aus Rheinland-Pfalz. Er hat den dritten Preis sowie den Sonderpreis der Astronomischen Gesellschaft für seine Berechnung der Hubble-Konstante erhalten. Sie ist nach ihrem Entdecker Edwin Hubble benannt und beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Abstand eines Objekts von der Erde und der Ausdehnung des Alls. Denn je weiter ein Objekt von der Erde entfernt ist, desto schneller bewegt es sich von ihr weg.

Maximilian nutzte für seine Berechnungen Messungen bestimmter, immer ähnlich heller Supernovae, genauer gesagt solcher des Typs 1A. Sie eignen sich sehr gut für die kosmische Entfernungsmessung: „Aus dem Zusammenhang zwischen der Helligkeit, die wir hier auf der Erde messen, und der bekannten Helligkeit der Supernova, kann man ihre Entfernung ermitteln. Wenn man dann über der Entfernung die Geschwindigkeit aufträgt, mit der sich die Supernova von uns weg bewegt, entspricht die Steigung des Graphen der Hubble-Konstante“, erklärt Maximilian den Gästen an seinem Stand. „Die Fluchtgeschwindigkeit erhält man aus dem gemessenen Lichtspektrum. Die charakteristischen Absorptionslinien sind, je nachdem wie schnell sich die Supernova von uns weg bewegt, durch den Dopplereffekt verschoben.“ Seine Messdaten hat Maximilian teilweise von Großteleskopen erhalten, er hat aber auch selbst Messungen an einer Sternwarte durchgeführt.

Glas mit Mikrowellen schmelzen

Henrik Laurin Herrmann, Céline Laurel Herrmann und Clara Marie Scherenberger

Ebenfalls erfolgreich waren drei Jugendliche aus Niedersachsen mit ihrem Projekt „Mikrowellenplasma für die Glasschmelze“: Glas wird konventionell in Schmelzwannen hergestellt, die mithilfe von Erdgasbrennern erhitzt werden. „In unserem Projekt geht es darum, ein Plasma durch Mikrowellenstrahlung zu erzeugen und damit Erdgasbrenner langfristig zu ersetzen“, erklärt Henrik Laurin Herrmann.

Die Jungforschenden haben es geschafft, mithilfe von zwei Bleistiftminen in einem Mikrowellenherd ein kontrolliertes Plasma zu erzeugen. „Mittlerweile können wir in einer Haushaltsmikrowelle ein Plasma erzeugen und damit sowohl dünneres Normalglas als auch Laborglas anschmelzen und verformen.“ Der Vorteil ihrer Entwicklung: Die Mikrowelle lässt sich mit nachhaltigem Strom betreiben und ersetzt somit konventionelle Gasbrenner. Für ihr originelles Projekt haben die drei Jugendlichen einen Forschungsaufenthalt am CERN gewonnen.

Effiziente Windrotoren aus dem 3D-Drucker

Den ersten Preis im Bereich Physik und eine Einladung zum London International Youth Science Forum hat sich Anne Marie Bobes gesichert. Die Sechzehnjährige forscht an sogenannten Helixrotoren. Das ist eine bestimmte Art von Windrädern. Sie eignet sich besonders, um bei geringen Windgeschwindigkeiten Strom zu erzeugen. „Ich habe kleine Windturbinen so optimiert, dass ich damit Straßenlaternen autark betreiben kann. Die Effizienz meiner Rotoren kommt bis auf drei Prozent an das theoretische Maximum heran.“

Die Jury lobte die systematische Vorgehensweise, mit der Anne Marie Bobes ihr Projekt vorangetrieben hat. „Ich habe mir von dem Preisgeld vom letzten Jahr einen 3D-Drucker gekauft und dann die Produktion in meinem Keller gestartet. Dort habe ich 24 Prototypen gedruckt. Und diese Prototypen habe ich am Strömungskanal der Uni Magdeburg zwei Wochen lang eigenständig getestet.“ Mittlerweile ist die Schülerin aus Sachsen-Anhalt in Kontakt mit zwei Unternehmen, die einen ersten Prototypen „auf der Straße“ einsetzen möchten.

Kohlenstoff der besonderen Art

Katharina Austermann und Charlotte Klar

Einen der höchstdotierten Preise, den Preis des Bundeskanzlers für die originellste Arbeit, erhielten Charlotte Klar und Katharina Austermann aus Berlin. Mit kreativen Experimenten und viel Geschick haben die beiden eine verblüffende Eigenschaft von Kohlenstoff untersucht: In einer speziellen Form, sogenanntem pyrolytischem Graphit, schwebt der Stoff über einer schachbrettartigen Anordnung von Magneten. Die beiden Schülerinnen haben getestet, wie dieses Verhalten von der Temperatur abhängt. Dabei haben sie herausgefunden, dass die Magnete diese Form des Graphits bei Minusgraden stärker abstoßen als im warmen Zustand. Neben dem Bundespreis haben sie für ihre Leistung auch einen Sonderpreis der Europäischen Kommission erhalten, der ihnen die Teilnehme am European Union Contest for Young Scientists im September ermöglicht.

Im nächsten Jahr wird das Bundesfinale von „Jugend forscht“ im Baden-Württembergischen Heilbronn stattfinden. Schülerinnen und Schüler sowie Auszubildende können ihre Projekte bis zum 30. November für die Teilnahme am Regionalwettbewerb einreichen.