• 06.04.2017
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Reise an die Grenzen der Physik

Agora-Projekt erklärt das ''Holografische Prinzip'

Der an der ETH Zürich tätige Forscher Dr. Alessandro Sfondrini will das 'Holografische Prinzip' Schülern und Studenten verständlich machen. Foto: zVg
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Der an der ETH Zürich tätige Forscher Dr. Alessandro Sfondrini will das 'Holografische Prinzip' Schülern und Studenten verständlich machen. Foto: zVg
Der an der ETH Zürich tätige Forscher Dr. Alessandro Sfondrini will das 'Holografische Prinzip' Schülern und Studenten verständlich machen. Foto: zVg

So kompliziert die Teilchenphysik im Detail auch sein mag, so machen Experimente wie jene des CERN doch anschaulich, wie Forscher dieser Disziplin arbeiten. Da haben es theoretische Physiker, deren Arbeit auf mathematischen Modellen beruht, schwerer, ihre Arbeit verständlich zu machen. Ein Projekt der ETH Zürich versucht nun, einen leicht fassbaren Einblick in ein aktuelles Forschungsgebiet der theoretischen Physik zu geben.

2011 hat der Schweizerische Nationalfonds – die Organisation des Bundes zur Förderung der Grundlagenforschung – das Agora-Programm aufgelegt. Das Programm unterstützt Projekte der Wissenschaftskommunikation mit bis zu 200 000 Fr., die geeignet sind, wissenschaftliche Ergebnisse und Denkweisen an Nicht-Wissenschaftler zu vermitteln. Damit dies gelingt, spannen in Agroa-Projekten Forscher mit Kommunikationsexperten zusammen mit dem Ziel, die mitunter sehr komplexen wissenschaftlichen Sachverhalte aus dem Elfenbeinturm der akademischen Forschung in die breite Öffentlichkeit zu tragen.

Erklärung per Video

Forschung verständlich zu machen, ist nicht für alle Disziplinen gleich einfach zu bewerkstelligen. 'Lebensnahen' Fächern wie Medizin oder Biologie fällt das in der Regel leichter als sehr abstrakten Teildidsziplinen wie beispielsweise der Quantenphysik. In der physikalischen Forschung erlauben die durchgeführten Experimente oft eine gute Beschreibung der wissenschaftlichen Arbeit, was dann auch eine Annäherung an die physikalischen Inhalte erlaubt. Schwerer habe es die theoretischen Physiker, die abstrakte mathematische Modelle entwerfen und damit die Bezugssysteme für die Experimentalphysiker liefern und damit viele ihrer Experimente überhaupt erst möglich machen.

In der Theoretischen Physik besteht also ein besondere Herausforderung für Wissenschaftskommunikation. Vor diesem Hintergrund hat Dr. Alessandro Sfondrini, theoretischer Physiker an der ETH Zürich, ein dreijähriges Agrora-Projekt aufgegleist, das seit Februar 2017 läuft. 'Eine Reise an die Grenzen der Theoretischen Physik', lautet der Titel des Videoprojekts, das der Physiker gemeinsam mit der Münchner Kommunikationsagentur 'Kurzgesagt' umsetzt. „Inhalte der theoretischen Physik sind schwierig zu verstehen, selbst für gewiefte Gymnasiasten und naturwissenschaftlich interessierte Studenten“, sagt Sfondrini, der in Padua Physik studiert hat, danach in Utrecht (NL) und Berlin (D) geforscht hat und seit Ende 2015 an der ETH Zürich tätig ist. „Immer noch ist das Klischee verbreitet, theoretische Physiker arbeiteten als einsame Denker im stillen Kämmerchen. Diese verzerrte Wahrnehmung hält gerade auch junge Frauen davon ab, sich auf die faszinierenden Fragestellungen unserer Disziplin einzulassen.“

In vier Sprachen

Im ersten Jahr des Agora-Projekts erstellen die ETH-Wissenschaftler zusammen mit der deutschen Agentur ein dreiteiliges, ingesamt 15 bis 20 Minuten langes Erklärvideo über das 'Holografische Prinzip', eine wichtige, aber in der breiten Öffentlichkeit wenig bekannte Theorie aus jenem Bereich der theoretischen Physik, der sich mit der Gravitationskraft beschäftigt. Dieses Video – dereinst verfügbar in Englisch, Französisch, Deutsch und Italienisch – wird anschliessend während zwei Jahren in Ausstellungen, Gymnasien und Universitäten genutzt, um jungen Menschen einen Einblick in die erwähnte Theorie zu geben und sie für die Theoretische Physik zu begeistern.

Dem 'Holografischen Prinzip' haben sich in den letzten Jahren über 15'000 wissenschaftliche Publikationen gewidmet. Den Grundgedanken der Theorie umreisst Alessandro Sfrondrini wie folgt: „Schwarze Löcher sind Gebilde mit einer so hohen Anziehungskraft, dass sie nicht einmal Lichtteilchen (Photonen) abstrahlen können. Entsprechend schwierig ist es zu verstehen, was im Innern von Schwarzen Löchern vor sich geht, weil diese quasi alle Information für sich behalten. Die in den 1990er Jahren entwickelte Theorie des 'Holografische Prinzips' besagt nun – stark vereinfacht ausgedrückt –, dass sich das, was sich im Innern eines Schwarzen Lochs im dreidimensionalen Raum abspielt, durch seine Oberfläche und damit auf einer zweidimensionalen Ebene beschreiben lässt. Das ist für uns Theoretiker ein bestechender Denkansatz, der künftig als Erklärungsmodell für verschiedene physikalische Phänomene herangezogen werden könnte.“ Wem diese Erklärung noch nicht genügt, der kann bald mehr erfahren: Wenn Ende des Jahres das Erklärvideo von Alessandro Sfrondrini auf YouTube abrufbar sein wird.

Autor: Benedikt Vogel

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