Scientifica 2015

Wie das Gummibärchen zum Laser wird

Am Wochenende luden UZH und die ETH Zürich zur Scientifica 2015 ein. Die Zürcher Wissenschaftstage drehten sich um das Thema Licht. Kurzvorlesungen, Ausstellungen und Technologie-Shows boten dem Publikum Wissenswertes und Unterhaltsames, so auch die Vorlesung zum Thema Laserlicht von UZH-Physiker Peter Hamm. 

Marita Fuchs

Impressionen von der Scientifica 2015 zum Thema Licht. (Video: UZH, Brigitte Blöchlinger)

Bereits an der Rämistrasse liess sich am Wochenende ein Eindruck darüber gewinnen, wie attraktiv die Scientifica für Besucherinnen und Besucher ist: Fröhliche Gruppen in bunten Regenjacken mit Scientifica-Plan in der Hand pendelten von der ETH zur Universität Zürich und zurück, darunter viele Jugendliche und Kinder. Die vierte Ausgabe der Zürcher Wissenschaftstage zum Thema Licht zog 25'000 Besucher an. Ein Rekord, wie die Veranstalter vermelden.

Zum Licht gibt es ja auch viel zu entdecken: Licht kann Krankheiten heilen, Unsichtbares sichtbar machen oder Bewegungen messen – um nur ein paar wenige Nutzen zu nennen. Der Veranstaltungskatalog der Scientifica war entsprechend umfangreich: 300 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen präsentierten an über 40 Ständen ihre Forschung.

Wie mit einem Brennglas

Ein gutes Beispiel für eine familiengerechte Veranstaltung war die Vorlesung des UZH-Physikers Peter Hamm zum Thema Laserlicht und zur Frage: Kann man mit Gummibärchen einen Laser bauen? Junge, Ältere, Teenager, kleinere Kinder mit Eltern oder Grosseltern sassen gespannt im grössten Hörsaal des Kollegiengebäudes und liessen sich erklären, was von Lasern generiertes Licht auszeichnet. Zum Beispiel erzeugen Laser unwahrscheinlich grelle, energiereiche und kräftige Farben. Hamm zeigte, dass er mit Lasern Löcher in eine Aluminiumplatte bohren oder ein Feuer anzünden kann.

«All das können Taschenlampen nicht», sagte Hamm. «Warum eigentlich nicht?» Oft kann man das Licht eines Lasers nicht mal sehen, und trotzdem steckt eine unwahrscheinliche Kraft dahinter. «Das liegt daran, dass ein Laserstrahl Lichtteilchen bündeln kann. Wie mit einem Brennglas», erklärte der Physiker.

An der Laser-Show erfuhren die Besucherinnen und Besucher, wie ein Laser funktioniert, und sie erlebten, welch enorme Energie im Laserlicht steckt. (Bild: z.V.g)

Zwei Zutaten zum Laserbau

Um einen Laser zu bauen, benötigt man zwei wesentliche Zutaten: einen Laserfarbstoff und ein Spiegelpaar. Farbstoffe sind Stoffe, die Licht verschlucken. «Das ist der Grund, warum Farbstoffe eine Farbe haben: Sie absorbieren einen Teil der Regenbogenfarben, und das, was überbleibt, sehen wir als Farbe», erklärte Hamm. Nun ist es so, dass die Energie des Lichtes, das sie absorbiert haben, in dem Farbstoff gespeichert ist. Manche Farbstoffe sind in der Lage, diese Energie in Form von Licht wieder auszusenden.

Wenn man einen Laser einschaltet, passiert zuerst genau das. Lichtteilchen werden zwischen zwei Spieglen reflektiert und zurückreflektiert und gelangen wieder in den Farbstoff. Dort passiert etwas Merkwürdiges: Wenn ein Lichtteilchen an einem aufgeladenen Farbstoffmolekül vorbeikommt, spornt es dieses an, seine Energie in Form eines zweiten Lichtteilchens ebenfalls auszusenden. Aus einem Lichtteilchen werden zwei, diese fliegen auf den Spiegel auf der anderen Seite, werden wieder zurück reflektiert und so weiter.

Bärchenfuss in der Küvette

Am Ende kam Hamm zu der spannenden Frage: Kann man mit Gummibärchen einen Laser bauen? Um das zu demonstrieren, schnitt er einem roten Bärchen einen Fuss ab und klemmte die kleine Masse in eine Küvette, eine kleine Halterung, zwischen zwei Spiegeln. Der rote Farbstoff des Gummibärchens sollte nun seine Wirkung zeigen. Beim ersten Versuch klappte es nicht, kein Laserstrahl war zu sehen. «So ist das in der Wissenschaft», sagte Hamm. «Oft muss man Experimente wiederholen.»

«Es war keine gute Idee, dem Bärchen den Fuss abzuschneiden», sorgte sich eine etwa Fünfjährige neben mir. Als es dann aber beim zweiten Mal klappte und der Laser erstrahlte, klatschte sie doch begeistert in die Hände. Der Vater lächelte, und zufrieden spazierten sie in den Lichthof, wo weitere interessante Dinge darauf warteten, entdeckt zu werden.

Marita Fuchs, Redaktorin UZH News.

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