Windantriebe werden in der Seefahrt wieder interessant. Als Ergänzung zum Motor helfen sie, Kraftstoff und CO₂-Emissionen einzusparen. Eine Alternative zum Segel sind dabei Flettner-Rotoren – rotierende Säulen auf dem Schiffsdeck, die Seitenwind in Vortrieb verwandeln. Manche Schiffe sind bereits damit ausgestattet. Nils Lange, Cécile Friedrich und Lucas Meier fragten sich, wie sich die Effizienz eines solchen Rotors steigern lässt. Dazu simulierten sie Luftströmungen am Computer und konstruierten Modelle, die sie im Windkanal testeten. Im Mittelpunkt standen die Deckkappen, die die Rotoren nach oben abschließen. Die drei untersuchten verschiedene Deckelgrößen und -formen. Dabei fanden sie heraus, dass durch eine optimierte Deckkappe zusätzlich zwei Prozent Kraftstoff eingespart werden können.

In der Physik ist der Skin-Effekt ein bekanntes Phänomen. Danach fließt ein elektrischer Wechselstrom fast nur an der Oberfläche eines Kabels, gleichsam in dessen Haut. Weniger bekannt ist, dass dieser Effekt auch bei Magnetfeldern auftreten kann: Statt tief in ein leitfähiges Material einzudringen, bleibt ein magnetisches Wechselfeld an dessen Oberfläche. Niklas Brütting und Konstantin Heinlein untersuchten den Sachverhalt akribisch. Zum einen erarbeiteten sie sich die theoretischen Grundlagen. Dadurch konnten die Jungforscher den Effekt präzise berechnen. Zum anderen konzipierten sie Versuchsaufbauten, mit denen sich der magnetische Skin-Effekt genau nachmessen ließ. Anhand der Experimente konnten sie zeigen, dass sich auf Basis der Theorie sinnvolle Vorhersagen treffen lassen.

Wurmlöcher sind beliebte Objekte in der Science-Fiction. Kein Wunder, denn durch sie könnten Raumschiffe in Sekunden zu fernen Galaxien reisen. Laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie wären Wurmlöcher sogar real möglich – vorausgesetzt es würde gelingen, die Raumzeit extrem zu krümmen und zu verzerren. Mithilfe einer selbst geschriebenen Software schickte Janosch Homolya eine virtuelle Kamera durch die gekrümmte Raumzeit und stellte Wurmlöcher so dar, wie sie einem hindurchfliegenden Beobachter erscheinen könnten. Dazu berechnete er, wie sich Lichtstrahlen darin bewegen würden und analysierte exotische Phänomene wie die sogenannten Einsteinringe. Das Ergebnis sind spektakuläre Bilder und Filme, die veranschaulichen, wie sich Licht in extremen Raumkrümmungen verhält.

1970 entdeckte der Meeresforscher Seelye Martin ein ungewöhnliches Phänomen: Er tauchte eine mit gefärbtem Salzwasser gefüllte Spritze mit der Spitze nach unten in ein Becherglas mit Trinkwasser. Daraufhin floss zunächst farbiges Salzwasser in den Becher hinab. Dann kehrte sich die Fließrichtung um, und Trinkwasser drang nach oben in die Spritze. Paul Klein und Collin Dillschneider wollten wissen, wie diese Wasserschaukel zustande kommt. In systematischen Messreihen variierten sie zum Beispiel die Wassertemperatur und den Salzgehalt. Die beiden stellten unter anderem fest, dass die Fließbewegung nach unten in der Regel deutlich länger dauert als die nach oben. Zudem beeinflussten Dichtedifferenzen und Temperaturunterschiede die Frequenz, mit der die Wasserschaukel hin- und herschwingt.

Lato Lato ist ein Spiel aus Südostasien. In den 1970er Jahren war es in Deutschland als „Klick-Klack-Kugeln“ angesagt. Es besteht aus zwei Kugeln, die an den Enden zweier Fäden befestigt sind. Der Punkt, an dem die Fäden zusammenlaufen, wird mit den Fingern gehalten. Ziel ist es, die Kugeln so geschickt in Schwingung zu versetzen, dass sie unten wie oben rhythmisch gegeneinanderschlagen. Stella Isabel Sipeki untersuchte, welchen Gesetzmäßigkeiten das Spiel folgt. Dazu entwickelte sie einen Versuchsaufbau, mit dem sich die Bewegungen der Kugeln per Kamera und Handymikrofon präzise aufnehmen und analysieren lassen. Zudem erstellte sie eine Gleichung, die die Bewegung des Lato Latos beschreibt, mit der sie das Verhalten des Pendels für bestimmte Ausgangsparameter numerisch simulieren kann.

Um die Erdwärme als klimaneutrale Energiequelle nutzen zu können, müssen teils tiefe Löcher in den Boden gebohrt werden. Nele Pfeiffer wollte wissen, wie das möglichst schnell und effektiv geschehen kann, ohne das Bohrgerät zu stark zu belasten. Mit einer kleinen sogenannten Richtbohranlage untersuchte sie, wie sich der Druck auf den Bohrkopf und die Vorschubgeschwindigkeit gegenseitig beeinflussen. Das Resultat: Mehr Tempo braucht mehr Druck – aber zu viel davon führt zu höherem Verschleiß. Daraufhin entwickelte die Jungforscherin das Konzept für ein Regelsystem. Es passt den Druck automatisch an und kann dadurch den Bohrvorgang beschleunigen. Der neue Regler könnte nicht nur für Geothermiebohrungen interessant sein, sondern auch für die unterirdische Wasserstoffspeicherung.

Manchmal scheint heißes Wasser schneller zu gefrieren als kaltes. Was hinter diesem sogenannten Mpemba-Effekt steckt und ob es ihn überhaupt gibt, ist nach wie vor eine offene Frage. Um der Antwort näherzukommen, ließen sich Nicholas Dahlke und Anna Perkovic einen aufwendigen Versuchsaufbau einfallen. Er erzeugt heiße Wassertröpfchen, die durch einen Schlauch rinnen und dabei auf eisige Temperaturen abgekühlt werden. Ein Mikroskop mit Kamera beobachtet den Prozess. Eine KI erkennt, ob die Tröpfchen gefroren sind oder nicht. Die Messdaten legen die Vermutung nahe, dass der Mpemba-Effekt maßgeblich von der Temperatur abhängt, auf die die Tröpfchen abgekühlt werden. Je nach Unterkühlungstemperatur tritt das Phänomen unterschiedlich stark auf – oder auch gar nicht.

Wenn ein Pfau ein Rad schlägt, bietet sich ein prächtiges Schauspiel – seine Federn schillern in Blau- und Grüntönen. Doch werden die Federn bei einem Regenguss nass, wechseln die Farben zu Orange bis Rostrot. Milena Fehlinger und Robin Schulze-Tammena gingen dem überraschenden Phänomen mit modernen Methoden auf den Grund. Per Spektroskop analysierten sie die Farbzusammensetzung der Federn, ein Rastertunnelmikroskop lieferte Bilder der Mikrostruktur des Pfauengefieders. Dabei bemerkten die beiden gitterartige Strukturen mit faszinierenden optischen Eigenschaften: Manche Farben werden von diesem Gitter verschluckt, andere verstärkt. Dringt Wasser in die Hohlräume der Gitter ein, verändert sich deren Lichtbrechung, wodurch sie plötzlich andere Farben quasi verschlucken.

Was geschieht mit Schadstoffen, die ins Grundwasser gelangen? Tobias Pötzsch wollte es genau wissen und verfolgte mit selbst programmierten Softwarewerkzeugen, wie sich bestimmte Schadstoffe im Boden ausbreiten und wie natürliche oder zugesetzte Mikroorganismen sie abbauen können. Dafür durchdrang er nicht nur komplexe Gleichungen, sondern entwickelte auch eigene Computersimulationen, um die Prozesse sichtbar, anschaulich und besser verständlich zu machen. Perspektivisch könnte man damit herausfinden, unter welchen Bedingungen die Mikroorganismen möglichst viele Schadstoffe unschädlich machen und wie sich diese natürlichen Reinigungsprozesse gezielt unterstützen ließen. Dadurch verbindet das Projekt Theorie, numerische Modellierung und angewandten Umweltschutz.

Nicht nur Autos, auch Raumfahrzeuge können elektrisch angetrieben werden – und zwar mit sogenannten Ionentriebwerken. Deren Kraft reicht zwar nicht, um mit einem Raumschiff von der Erde abzuheben. Aber sie reicht aus, um Satelliten im All mit hoher Effizienz auszurichten und Raumsonden sachte anzuschieben. In ihrem Forschungsprojekt befasste sich Johanna Freya Pluschke mit einem speziellen Triebwerkstyp, der als besonders langlebig gilt. Um ihre Pläne auszuarbeiten, programmierte sie eine aufwendige Computersimulation, die sogar auf Superrechnern läuft. Mit der Software lassen sich einige der zentralen Prozesse eines Ionentriebwerks nachbilden. Unter anderem kann das Programm simulieren, auf welche Weise das Gas, das für den Schub sorgt, ionisiert beziehungsweise elektrisch aufgeladen wird.

Vor 100 Jahren stellte der deutsche Physiker Werner Heisenberg eine revolutionäre Theorie vor: Die Quantenmechanik beschreibt die Welt der Atome und Moleküle, ist jedoch ziemlich abstrakt und schwer zu verstehen. So kann sich ein Teilchen unter Umständen wie eine Welle verhalten, und umgekehrt eine Welle wie ein Teilchen. Um diese komplexen Sachverhalte zu veranschaulichen, schrieb Vinzent Schultze eine Software, die die Merkwürdigkeiten der Quantenwelt auf einem Laptop simuliert. Unter anderem lässt sich damit darstellen, wie sich ein Quantenteilchen bildlich gesprochen aus einem Gefängnis befreien kann, indem es seine Mauern regelrecht durchtunnelt. Als Einsatzfeld für seine Software kann sich der Jungforscher den Physikunterricht in der Oberstufe vorstellen.

Flüssiger Stickstoff findet in Medizin und Technik Verwendung, etwa beim Einfrieren biologischer Proben oder beim Kühlen von Magneten. Doch um das Gas zu verflüssigen, braucht es eine Temperatur von minus 196 Grad Celsius. Die dafür nötigen Anlagen sind teuer und energieintensiv. Ben Hibinger und Isabel Reese wollten eine günstigere Apparatur entwickeln. Dazu nutzen sie das Verfahren der Pulsröhrenkühlung. Es verwendet Schallwellen, um Wärme zu transportieren – eine sehr effiziente Kühlmethode. Die Jungforschenden konstruierten mehrere Prototypen. Dabei kamen ein selbst gebauter Kolbenantrieb, ein Wärmespeicher aus Stahlwolle und ein spezielles Luftleitsystem zum Einsatz. Im Prinzip sollten sich damit Temperaturen schaffen lassen, wie sie zur Stickstoffverflüssigung nötig sind.

1963 machte der tansanische Schüler Erasto Mpemba eine verblüffende Beobachtung: Er bemerkte, dass in seiner Kühltruhe warmes Wasser schneller zu gefrieren schien als kaltes. Yuanzhen Sun, Lucía Laeticia Sol Krause und Branko Ivanić wollten diesem erstaunlichen Befund auf den Grund gehen. Dazu simulierten sie den Prozess im Computer und entwickelten einen Versuchsaufbau, bei dem sich Wasser unter kontrollierten Bedingungen einfrieren lässt. Dann folgten Messreihen, bei denen Wasserproben bei unterschiedlichen Starttemperaturen abgekühlt wurden – manche waren zu Beginn 90 °C heiß, andere 20 °C. Im Ergebnis fanden sie heraus, dass warmes Wasser gar nicht schneller gefriert als kaltes, wenn die äußeren Bedingungen wirklich identisch sind. Beim Mpemba-Effekt handelt es sich also offenbar nur um ein Scheinphänomen.

Bei Satelliten und Raumsonden kommt der Ionenantrieb zum Teil bereits zum Einsatz. Er basiert nicht wie üblich auf Verbrennung, sondern nutzt ein elektrisches Feld, um Gas zu ionisieren, also elektrisch aufzuladen. Dadurch werden die Gasatome beschleunigt und können das Raumfahrzeug so antreiben. Leon Sülflohn wollte wissen, ob sich dieses Prinzip auch für Flugzeuge eignet. Dazu konstruierte er einen kleinen, trichterförmigen Teststand, in den drahtförmige Metallelektroden integriert sind. Als er Hochspannung anlegte, registrierte der Jungforscher einen Luftstrom, hervorgerufen durch die Ionisierung von Luftmolekülen. Zwar dürfte der Weg zu einem Einsatz in Flugzeugen noch weit sein. Doch grundsätzlich könnte der Ionenantrieb die Luftfahrt klimafreundlicher und leiser machen.

Beim Raumschiff Enterprise ist es ganz einfach: Captain Kirk gibt den Befehl und schon rauscht das Raumschiff dank seines Warp-Antriebs mit Überlichtgeschwindigkeit durchs All. Die Realität jedoch sieht anders aus: Laut Albert Einstein kann sich nichts schneller als das Licht bewegen. Doch zumindest theoretisch gibt es ein Schlupfloch. Dazu aber müsste es gelingen, den Raum vor dem Raumschiff im Flug schrumpfen zu lassen und ihn dahinter wieder auf sein ursprüngliches Maß zu dehnen – wofür man allerdings unfassbar viel Energie benötigen würde. Diese Überlegungen formulierte Mads Rabbel in seinem Forschungsprojekt mathematisch aus und stellte sie anschaulich dar. Unter anderem konnte er im Computer simulieren, wie ein überlichtschnelles Raumschiff aus der Sicht Außenstehender aussehen würde.

Die Erde besitzt bekanntlich ein Magnetfeld, ansonsten würde kein Kompass funktionieren. Doch nicht nur Kompassnadeln werden durch das Erdmagnetfeld beeinflusst, sondern auch einfache Magnetkugeln: Sie rollen nicht einfach geradeaus, sondern werden in ihrer Bewegung abgelenkt. Um dieses Phänomen detailliert zu untersuchen, ließen Anton Bernotat, Julia Mühlbacher und Lena Keil verschieden große Kugeln, bestehend aus einem starken Magnetmaterial, über eine Glasplatte rollen. Die Rollbahnen filmten sie mit einer Zeitlupenkamera, eine Software wertete die Daten automatisch aus. Im Ergebnis bewegten sich die Kugeln auf der Glasplatte abhängig von Rollrichtung und Kugelgröße in unterschiedlichste Richtungen. Ein einfach anmutendes Phänomen erwies sich also als hochgradig komplex.

Den Anfang ihrer Forschungsarbeit markierte eine interessante Beobachtung: Im Urlaub fiel Max Treitz und Noah Li-Sai auf, dass sich im Hafen nebeneinander liegende Boote manchmal gegenseitig anziehen. Dahinter steckt ein bekanntes physikalisches Phänomen – der Bernoulli-Effekt: Wenn eine Flüssigkeit oder ein Gas schnell fließt, wird der Druck darin geringer. Genau dieser Unterdruck ist es, der für die scheinbar magische Anziehung zwischen den Bootsrümpfen sorgt. Doch die Jungforscher wollten es genauer wissen. Sie entwarfen ein Experiment, bei dem ein Fön Luft zwischen zwei sich gegenüberstehende Platten bläst, von denen eine beweglich ist. Und tatsächlich bewegte sich die eine Platte auf die andere zu, als der Fön eingeschaltet wurde.

Hält man eine CD oder eine DVD gegen das Licht einer Filament-Lampe, ist ein interessantes optisches Schauspiel zu beobachten: Es erscheint eine grüne Linie, die beim Hin- und Herschwenken der silbernen Scheibe ihre Farbe ändert. Maja Lüdge wollte wissen, wie dieses Phänomen zustande kommt. Zunächst entwickelte sie eine Theorie, die den Effekt durch den speziellen Aufbau einer CD erklärt: Physikalisch gesehen fungiert diese als Beugungsgitter, das Licht spektral zerlegen kann, ähnlich wie ein Prisma. Dann ließ sich die Jungforscherin einen Versuchsaufbau einfallen, mit dem sie das Beugungsverhalten einer CD mithilfe eines Spektrometers detailliert und präzise analysieren konnte. Auf diese Weise stellte sie fest, dass ihre Theorie und das Experiment bestens zusammenpassen.

Der Vogelflug beschäftigt die Wissenschaft nach wie vor und ist Gegenstand aktueller Studien. Auch Anne Marie Bobes zeigte sich fasziniert davon und beschloss, ein detailgetreues Funktionsmodell eines Vogels zu konstruieren. Zunächst zeichnete sie den Körper eines im Wind gleitenden Vogels im Computer und druckte anschließend ein 3-D-Modell ihres Entwurfs. Die Flügel staffierte sie mit Federn aus, ein Elektromotor erlaubt unterschiedliche Flügelstellungen. Die Jungforscherin testete ihr Modell in einen selbst gebauten Windkanal und verwendete dabei eine spezielle Fototechnik, um das komplexe Muster der Luftströmung sichtbar zu machen. Dadurch konnte sie präzise zeigen, unter welchen Bedingungen die Strömung abreißt – ein wichtiges Detail, um den Vogelflug genauer zu verstehen.

Auch Raumfahrzeuge können elektrisch angetrieben werden, und zwar mit sogenannten Ionentriebwerken. Deren Leistung reicht zwar nicht aus, um von der Erde abzuheben. Aber sie genügt, um im All Satelliten auszurichten oder Raumsonden sachte anzuschieben. Bei dieser Antriebsmethode wird ein Gas elektrisch aufgeladen. Dabei entstehen geladene Teilchen, die dann per Hochspannung hinausbeschleunigt werden, was einen Schub erzeugt. Johanna Pluschke und Finn Bartels wollten wissen, inwieweit sich diese Technik verbessern lässt. Dazu programmierten sie eine Software, die einige der Prozesse der Ionenbeschleunigung simulieren kann. Das Ergebnis sind Computerbilder, die die Form von Magnetfeldern, wie sie sich hinter einem Ionentriebwerk ausbilden können, eindrucksvoll visualisieren.

Badminton ist ein rasanter Sport: Wird der Ball mit voller Wucht vom Schläger getroffen, kann er eine Geschwindigkeit von mehr als 500 km/h erreichen. Häufig werden dabei Bälle mit Gänsefedern verwendet. Allerdings sind sie teuer, gehen schnell kaputt und verursachen dadurch viel Abfall. Daher haben die Hersteller Alternativen entwickelt, etwa auf Carbon-Basis. Helena Krüger wollte herausfinden, was diese neuen Modelle taugen. Dazu untersuchte sie mit einem eigens entwickelten Teststand deren Flugverhalten: Unter anderem filmte sie mit einer Hochgeschwindigkeitskamera, wie stabil sich die Bälle im Windkanal verhielten und wie groß ihre Luftreibung ausfiel. Im Ergebnis kommen die neuen Modelle in ihrem Flugverhalten den echten Federbällen deutlich näher als simple Synthetikbälle.

Das Foucault'sche Pendel ist eines der berühmtesten Experimente der Physikgeschichte. 1851 konnte der Franzose Léon Foucault mit einem schwingenden Pendel nachweisen, dass sich die Erde um sich selbst dreht. Der Nachweis gelang, indem das Pendel eine charakteristische Spur in glatt gestrichenen Sand zog. Dan Vlad Himcinschi übertrug den Versuch in die Jetztzeit. Im Treppenhaus seiner Schule ließ er ein langes Drahtseil aufhängen, an dem eine schwere Kugel hängt. Ein trickreicher Magnetantrieb sorgt dafür, dass das Pendel dauerhaft schwingt. Statt mit Sand wird die im Laufe des Tages variierende Pendelbewegung durch einen raffinierten Sensoraufbau gemessen. Ein Monitor zeigt die Veränderung vor und nach Schulschluss an und beweist so auf anschauliche Weise: Ja, die Erde rotiert tatsächlich.

Trifft ein Tropfen aus einem Alkohol-Tinte-Gemisch auf eine Schicht aus Acrylfarbe, kann ein faszinierendes Muster entstehen: Aus dem Rand des Tintenkleckses wachsen fraktal verzweigte Finger. Luis Liebenstein erforschte dieses Phänomen akribisch. Bei seinen Versuchen variierte er mehrere Einflussgrößen, etwa die Alkoholkonzentration im Tropfen und die Dicke der Acrylfarbe. Er fotografierte die entstandenen Muster und wertete die Bilder mit einer selbst geschriebenen Software aus. Dabei kam er zu dem Ergebnis, dass die Muster umso größer gerieten, je mehr Alkohol die Tinte enthielt. Ein höherer Acrylfarbengehalt sorgte dafür, dass sich die Kleckse weniger verzweigten. Darüber hinaus formulierte der Jungforscher eine Theorie des Phänomens, mit der sich die Tintenkleckse im Computer simulieren lassen.

Als Verkehrsmittel haben sich Magnetschwebebahnen zwar nicht durchgesetzt, sie faszinieren aber nach wie vor durch ihre Technik: Ganz ohne Räder können sie berührungslos über eine Magnetschiene schweben und dabei große Geschwindigkeiten erreichen. Felix Freddy Weihermann und Jonas Umpfenbach untersuchten eine neue Schwebevariante, bei der der Magnet nicht in der Schiene, sondern in der Bahn selbst verbaut ist. Das Prinzip: Eine Scheibe mit 20 kreisförmig angeordneten Magneten wird zum Rotieren gebracht. Dadurch übt sie auf eine darunter- oder darüberliegende Metallplatte eine Kraft aus. Mit zwei Testaufbauten konnten die Jungforscher die Technik erproben und eine gut zwei Kilogramm schwere Platte zum Schweben bringen. Sie nehmen an, dass ihr neues Konzept durchaus schwebebahntauglich ist.

2012 gelang am Forschungszentrum CERN in Genf eine wissenschaftliche Sensation – die Entdeckung des Higgs-Teilchens. Vereinfacht gesagt ist es dafür zuständig, dass andere Elementarteilchen wie die Quarks überhaupt Masse besitzen. Annika Schwarz interessierte sich für eine der wichtigsten Eigenschaften des Higgs-Teilchens, seine Masse. Um sie mit einer bestimmten Methode zu ermitteln, ging sie von den simulierten Daten eines geplanten Teilchenbeschleunigers aus. Für ihre Berechnungen verwendete die Jungforscherin eine spezielle Software, wobei sie hochkomplexe Korrekturen berücksichtigte. Dadurch konnte sie die Methode deutlich verbessern. Ihre Erkenntnisse könnten eines Tages helfen, mit künftigen Experimenten ein bis dato rätselhaftes Phänomen zu erklären – die Dunkle Materie.

Im Internet gibt es ein bemerkenswertes Video: In einem Selbstversuch stürzt sich ein Physiker, der an einem Seil hängt, in die Tiefe. Das Seil ist um eine Stange gelegt, am anderen Ende befindet sich ein kleines Gewicht. Dieses wickelt sich während des Sturzes in einer Looping-Bewegung um die Stange, wodurch es den Fall entscheidend bremst. Um die Funktionsweise dieses Loopingpendels zu verstehen, bauten es Til Mantelers und Nicolas Ludwig im kleinen Maßstab nach. Unter anderem befestigten sie eine LED an der Schnur, filmten das Geschehen und zeichneten spiralförmige Bilder auf. Zudem ermittelten die Jungforscher die Brems- und Haltekräfte. Dadurch konnten sie herausfinden, wie das Massenverhältnis, der Winkel und die Seillängen zu wählen sind, damit das Loopingpendel funktioniert.

Magnetkräfte können sehr stark sein. Das demonstrierte Zsombor Gál-Knapcsek mit einem originellen Experiment: Er stellte einen stabförmigen Magneten senkrecht auf und positionierte auf seiner Spitze eine kleine Kugel. Dann setzte er den Stab einem magnetischen Wechselfeld aus. Im Ergebnis übte das Feld so starke Kräfte auf den Stab aus, dass er in schneller Folge ein wenig länger beziehungsweise kürzer wurde. Das magnetisch erzeugte Zittern brachte die Kugel auf diese Weise zum Hüpfen, was eine Kamera filmte und ein Sensor präzise maß. Dem Jungforscher fiel sogar eine mögliche Anwendung seines Versuchs ein. Da die Kugel völlig chaotisch und unberechenbar hüpft, ließen sich mit ihrer Hilfe gezielt Zufallszahlen erzeugen, wie man sie beispielsweise für die Datenverschlüsselung benötigt.

In Sandwüsten gibt es riesige Dünen und kleine Rippel. So bezeichnet man die wellige Oberfläche, die man bei Wind auch am Strand beobachten kann. Darüber hinaus gibt es die sogenannten Megarippel. Sie sind bis zu achtzig Zentimeter hoch, die Kämme liegen einen halben Meter auseinander. Ihre Analyse ist für die Klimaforschung interessant, unter anderem lässt sich so auf die Windverhältnisse in der Region schließen. Magnus Kirbach, Johann Vogel und Lorenz Osburg untersuchten diese Megarippeln mit einem eigenen Computermodell. Sie gaben verschiedene Sandkorngrößen, Windstärken und Windrichtungen in das Programm ein und fanden unter anderem heraus, dass die gängige Theorie zu den Megarippel nicht mehr anwendbar ist, wenn sie durch länger anhaltende Böen zustande kommen.

Trifft hochenergetische aus dem Weltall kommende Strahlung auf die Atmosphäre, entstehen Schauer aus weiteren Teilchen. Zu ihnen gehören auch die elektronenähnlichen Myonen. Lassen sich diese Teilchen durch einen relativ simplen Detektor nachweisen? Um diese Frage zu beantworten, nutzte Josef Kassubek einen bestimmten Kunststoff, der bei Durchflug der einschlagenden Myonen zu leuchten beginnt. Allerdings war dieses Leuchten sehr schwach. Um es dennoch erfassen zu können, musste der Jungforscher eine extrem empfindliche Elektronik entwickeln. Mit seinem selbst konstruierten Detektor konnte er nicht nur Myonen zuverlässig nachweisen, sondern auch die Gesteinsschichten über einem Tunnel untersuchen. Denn der Fels absorbiert einen Teil der Myonen, was theoretisch modelliert werden konnte.

Seifenblasen kennt jedes Kind. Dass jedoch auch das Gegenteil von ihnen existiert, ist überraschend: Antibubbles bestehen aus einer Flüssigkeit, die durch eine dünne Luftschicht von ihrer Umgebung – meist derselben Flüssigkeit – getrennt ist. Um diese „verkehrten“ Blasen unter die Lupe zu nehmen, entwarfen Maja Leber und Julius Gutjahr mehrere Versuchsaufbauten. Dabei lässt ein Glasröhrchen gezielt Tropfen in ein mit Spülmittel versetztes Wasserbecken fallen. Beim Auftreffen wird der Tropfen von einer dünnen Luftschicht eingeschlossen – eine Antibubble entsteht. Die Jungforschenden filmten das Geschehen mit einer Kamera und die Auswertung brachte neue Erkenntnisse. So konnten sie herausfinden, bei welchen Abwurfhöhen und Rohrdurchmessern das Erzeugen der Antibubbles am besten funktioniert.

Es nieselt die ganze Zeit, aber der Schirm liegt dummerweise zu Hause. Wie schnell sollte man sich nun zu Fuß oder auf dem Rad durch den Regen bewegen, um möglichst trocken zu bleiben? Zur Beantwortung dieser durchaus alltagsrelevanten Frage analysierte Holger Ittrich verschiedene Regenszenarien: feinen Nebel ebenso wie starken Regen bei heftigem Wind. Für jedes Szenario berechnete er per Computer, wie viel Regen ein Mensch jeweils abbekommen würde – und zwar abhängig davon, wie schnell er sich zu Fuß oder auf dem Rad bewegt. Im Ergebnis ist bei Nebel je nach Windrichtung eine gemächliche Fortbewegung zu empfehlen. Dagegen scheint bei stärkerem Regen häufig der Griff zum Fahrrad die bessere Wahl. Wer dann ordentlich in die Pedale tritt, wird meist am wenigsten nass.

Nach einem Beschluss der EU soll mehr Kunststoffabfall recycelt werden. Doch das ist nicht einfach, denn im Gelben Sack landen unterschiedlichste Plastiksorten, die voneinander getrennt werden müssen. Eines der Trennverfahren ist die Elektrosortierung. Hier werden verschiedene Kunststoffsorten durch Reibung unterschiedlich stark elektrisch aufgeladen, sodass sie sich per Hochspannung voneinander trennen lassen. Alina Bachmann nahm dieses Verfahren unter die Lupe und konzentrierte sich auf die Frage, wie sich verschiedene Kunststoffe unter unterschiedlichen Bedingungen aufladen. Mit einem aufwendigen Versuchsaufbau kam sie zu interessanten Resultaten: So hängt das elektrische Verhalten der Kunststoffe von der Luftfeuchtigkeit ab, was das Trennergebnis stark beeinflussen kann.