Exkursion des Physik-Leistungskurses an die Universität Stuttgart

Der J2- Physik-Leistungskurs besuchte im Rahmen einer Exkursion das Schülerlabor „Spiel der Kräfte“ an der Universität Stuttgart. Ziel unseres Besuchs war es, das Michelson-Interferometer kennenzulernen und dessen Funktionsweise sowohl theoretisch als auch praktisch zu untersuchen.

Mit Hilfe des Michelson-Interferometers lassen sich extrem kleine Längenänderungen messen. Dabei wird ein Laserstrahl mithilfe eines halbdurchlässigen Spiegels in zwei Teilstrahlen aufgespalten, die anschließend wieder zusammengeführt werden. Durch ihre Überlagerung entsteht ein Interferenzmuster, das sehr empfindlich auf Veränderungen der Weglänge reagiert.

Am Vormittag erhielten wir zunächst eine kurze theoretische Einführung in die Grundlagen des Interferometers. Anschließend folgte der praktische Teil, bei dem wir selbst den Aufbau des Interferometers übernahmen. Besonders anspruchsvoll war die Justage, bei der die beiden Teilstrahlen so eingestellt werden mussten, dass sie sich exakt überlagern und ein klares Interferenzmuster entsteht. Diese spezielle Herausforderung weckte bei einigen von uns einen besonderen Ehrgeiz und so wurde die Projektionsfläche für den Laserstrahl kurzerhand an das andere Ende des Labors verlegt, um eine möglichst genaue Justage zu erhalten.

Den Abschluss der Praktikumsphase bildete die Messung einer Weglängenänderung. Dazu verschoben wir einen der Spiegel mithilfe einer Mikrometerschraube und beobachteten die Veränderung der Ringstruktur im Interferenzbild. Auf diese Weise konnten wir nachvollziehen, wie präzise das Michelson-Interferometer selbst kleinste Längenänderungen erfassen kann.

Abgerundet wurde das Programm durch eine Führung durch die Labore der Universität Stuttgart. Dort erfuhren wir, dass das Michelson-Interferometer nicht nur zur Messung von Weglängenänderungen eingesetzt wird, sondern von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auch als Filter zur Stabilisierung und Auswahl bestimmter Laserwellenlängen genutzt wird. Diese hochpräzisen und stabilen Wellenlängen sind besonders wichtig für Experimente im Bereich der Quantensimulation, mit denen sich die Forschenden an der Universität beschäftigen.

An dieser Stelle möchten wir uns ganz besonders bei den drei Studierenden bedanken, die uns den gesamten Tag über begleitet haben. Sie halfen uns nicht nur bei fachlichen Fragen und dem Aufbau der Experimente, sondern nahmen sich auch viel Zeit, um unsere Fragen zum Physikstudium, zum Uni-Alltag und zu möglichen Berufsperspektiven zu beantworten.

Ein ebenso großer Dank gilt den betreuenden Doktorandinnen und Doktoranden, die uns einen spannenden und verständlichen Einblick in ihre Forschung gaben. Besonders beeindruckend waren die Beispiele zur Erzeugung einzelner Photonen, zum Quantenschlüsselaustausch und zur Quantensimulation. Diese persönlichen Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte machten den Besuch an der Universität für uns besonders anschaulich und motivierend.

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