Monster aus dem Nichts

Der zweite Tag der TUHH-Exkursionen des Gymnasiums Oberalster führt ins Institut für Lasser- und Anlagensystemtechnik (iLAS) im Laser Zentrum Nord nach Bergedorf – oder ins Institut für Mechanik und Meerestechnik in Harburg.

Meeres- oder Lasertechnik? Es scheint so, als hätten die Physikprofilschüler, die am zweiten Exkursionstag des Gymnasiums Oberalster (GOA) weiteren TU-Instituten zu Leibe rücken, die Wahl zwischen der „Höllenfahrt der Poseidon“ und „Star Wars“. Doch die Fechtwaffe mit hochenergetischer Klinge, um gleich mal eine Erkenntnis aus dem Besuch am iLAS vorwegzunehmen, ist reine Fiktion. Im wirklichen Leben, verdeutlicht Oberingenieurin Dr. Maren Petersen den fünf Elftklässlern, müssten die Jedis in George Lucas Star Wars-Universum schwere Batterien mit sich tragen und hitzebeständige Handschuhe: „Der Griff eines Laserschwertes würde viel zu heiß werden. Auch machen zwei Laserstrahlen, die sich kreuzen, keine Geräusche, wie es die Filme suggerieren.“

Monsterwellen: kein Seemanssgarn

Konträr dagegen die Erkenntnis am Institut für Mechanik und Meerestechnik: Monsterwellen, die lange als Seemannsgarn abgetan wurden, sind wissenschaftlich nachgewiesen, ja sie können sogar im Labor nach ihrer mathematischen Lösung erzeugt werden. Wie das geht, demonstriert Professor Norbert Hoffmann seinen jungen Gästen im 15 Meter langen Wellenkanal der Technischen Universität Hamburg-Harburg: Tief ruht der Kanal und darauf die quietschgelbe Badeente, dann erzeugt ein Paddel Modulationen, vergleichbar dem Wind auf offenem Meer und bewegt das Gummitier, bis eine größere Welle sich immer höher aufbaut und dynamisch am Strand aufschlägt. „Eigentlich unspektakulär so ein Versuch“, kommentiert Hoffmann.

Jedenfalls im Vergleich zu den Monsterwellen, die er zuvor in Filmdokumenten und historischen Zeichnungen gezeigt hat. „Wellen sind eines meiner Hauptforschungsthemen“, sagt der Professor. Gerade die bis zu 30 Meter hohen Kaventsmänner, die wie aus dem Nichts sogar auf ruhiger See auftauchen und schnell wieder verschwinden, haben es dem Diplomphysiker angetan. Im Wellenkanal heißen sie „Breather“, nichtlineare Wellen, die durch Energieschiebungseffekte in die Höhe wachsen.

Wie das Ganze zusammenhängt

„Noch mal für die Motivation zur Mathematik“, wendet sich Hoffmann an die fünf Schüler, „die Bewegung der Klappe am Ende des Kanals basiert auf Lösungen der nichtlinearen Schrödingergleichung.“ Die Jungs nicken verständnisvoll. Erwin Schrödinger hatten sie schon in Hoffmanns Eingangsvortrag als Begründer der Wellen- und Quantenmechanik kennengelernt. „So hängt das Ganze zusammen“, fährt der Professor fort. „Physiker liefern die Gleichungen, Mathematiker die Lösungen, wir als Meerestechniker interessieren uns für die Wirkungen und die Schiffsbauer für die Versuchstechnik.“

Wellenmacher – ein spannendes Feld

Das freut Felix, der mit einem Physikstudium liebäugelt. Alexander und Larry tendieren eher zu den Wirtschaftswissenschaften, Phani möchte in die Programmierung gehen und Leif plant ein duales Studium in der Luftfahrttechnik. Norbert Hoffmann findet alles gut, wozu man wirklich motiviert ist. „Man weiß ja gar nicht, was man alles später machen wird und wie viele Querbezüge es gibt.“ Auf jeden Fall hat der Professor die „Goaner“ für die Meerestechnik motiviert: „Wellenmacher, das ist auch ein spannendes Feld“, sagt Felix und bedankt sich für den guten Einblick in das Forschungsinstitut: „Es kommt nicht häufig vor, dass ein Professor Schüler zu sich einlädt.“

Schöner als jede Plätzchenbäckerei

Die fünf Mitschüler im iLAS fahren aber nicht weniger zufrieden heim. Sie konnten sich ein Bild von der Breite der Lasertechnik-Anwendungen machen, vom Schiffbau über den 3D-Druck bis hin zu künstlichen Hüftpfannen. Sie durften auch zusehen, wie der Laserstrahl von der extrem teuren Lichtquelle durch eine Art Glasfaserkabel zu den Schneide- oder Schweißgeräten geleitet wird, um dort auch höchst präzise Kleinteile auszuschneiden. Etwa sieben Zentimeter große Weihnachtsmänner aus dünnem Blech – schöner als jede Plätzchenbäckerei!