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Dienstag, 12. Dezember 2017

Bildung

Sinnliche Physik

Von Bernd Müller | 2. März 2017 | Ausgabe 09

Was hat Physik mit Kunst zu tun? Viel, sagen Wissenschaftler, die sich im EU-Projekt Creations zusammengeschlossen haben. Ihr Ziel: Jugendliche für Naturwissenschaft und Technik begeistern.

BU Keyboard
Foto: Bernd Müller

Exklusives Konzert vor gewaltiger Kulisse: Gymnasiast Matthäus Kammerlander spielt dort Piano, wo Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden.

Matthäus Kammerlander haut in die Tasten seines Digitalpianos. Der selbst komponierte Titel des Schülers klingt wie ein Filmmusikmedley. Das Publikum ist überschaubar: Nur etwa ein Dutzend Schüler zweier Gymnasien aus Salzburg und Wien hören zu. Das liegt daran, dass der „Konzertsaal“ nicht mehr Personen fasst. Er besteht lediglich aus einer Stahlplattform, umgeben von unzähligen Rohren und Kabeln. Und er liegt 100 m unter der Erde. Das „Bühnenbild“ könnte allerdings imposanter kaum sein: Es ist der CMS-Detektor am Europäischen Kernforschungszentrum Cern nahe Genf, 21 m lang, 15 m Durchmesser und 14 000 t schwer (s. Kasten unten). Mit dem gewaltigen Horchposten wollen tausende Physiker neue Elementarteilchen nachweisen – so, wie es 2012 mit dem lange gesuchten Higgs-Teilchen gelang. Und sie wollen die allerersten Augenblicke des Universums nachbilden.

LHC, Atlas und CMS

Wenige Minuten später erklingen passend zum Thema noch ein paar Takte aus Gustav Holsts Planetensuite. Anschließend klemmt sich Kammerlander sein E-Piano unter den Arm und hastet zum Aufzug. Seine Mitschüler warten schon. Gemeinsam geht es durch die riesige Röhre hinauf an die Erdoberfläche.

Creations = Physik + Kunst

Was hat Teilchenphysik mit Klaviermusik zu tun? Oder mit traditionellen österreichischen Volkstänzen? Oder mit Rap-Musik? Diese Fragen haben sich die Schüler des Salzburger Herz-Jesu-Gymnasiums vermutlich zunächst auch gestellt, als ihr Astronomielehrer Herbert Pühringer ihnen von der Einladung des Cern erzählte. Zusammen mit Tänzerinnen des Haydn-Gymnasiums in Wien sollen sie heute einen Abend im Foyer des Bürogebäudes gestalten, in dem tagsüber die Wissenschaftler der beiden großen Experimente CMS und Atlas am Beschleunigerring LHC (Large Hadron Collider) nach neuen Elementarteilchen suchen.

Foto: Michael Hoch/Cern

Wissenschaft tanzt mit Kultur: Im Programm „Collide@Cern“ sollen sich Residenzkünstler und Wissenschaftler gegenseitig inspirieren.

„Für mich sind Physik und Kunst kein Widerspruch“, sagt Angelos Alexopoulos. Der Grieche kümmert sich bei CMS um Aktivitäten für Kinder und Jugendliche. Zusammen mit Kollegen hat er 2012 das Programm Art@CMS ins Leben gerufen. Professionelle Künstler treffen sich dort mit Jugendlichen und ihren Lehrern, um in Workshops Bilder zu malen, Tanzdarbietungen einzustudieren oder Lyrik zu verfassen. „Alice in Particleland“ hieß ein Wissenschaftscomic belgischer Oberstufenschüler, „Playing with Protons“ ein Projekt für 12-Jährige aus Griechenland, in dem diese Modelle des LHC-Beschleunigers bauten und ein Theaterstück aufführten. Natürlich geht es immer auch um Physik, die künstlerische Beschäftigung soll einen frischen und kreativen Zugang zu dem in der Schule oft ungeliebten Fach ermöglichen.

„Gute Wissenschaft lebt von Kreativität“, findet Lehrer Pühringer. Und von Motivation. Für künstlerisch Begabte biete die Kunst einen Anreiz, sich mit Wissenschaft zu beschäftigen. „Jede Strategie zur Lösung eines Problems ist kreativ“, pflichtet Else Schmidt bei. Sie unterrichtet Musik und Mathematik am Haydn-Gymnasium. Im Matheunterricht nutzt Schmidt Rhythmen und Raps, um Lehrstoff wie den Satz des Pythagoras einzuüben. „Klammern auflösen kann eine sinnliche Erfahrung sein, wenn die Jugendlichen sehen, wie die Klammern purzeln“, schwärmt sie.

Für den Abend hat Schmidt mit neun Schülerinnen einen Tanz einstudiert, der aus Elementen des österreichischen Volkstanzes mit türkischen und serbischen Elementen besteht, Schmidt selbst wird im Dirndl auf der Ziehharmonika begleiten. „Cultural Collisions“ heißt das Stück. Der Name leitet sich von der Tatsache ab, dass in ihrem Gymnasium Schülerinnen und Schüler mit mehr als 20 Muttersprachen unterrichtet werden und der Tanz eine Brücke bauen kann.

Foto: Bernd Müller

„Big Bang“ in den Händen der Menschheit: Auf künstlerischem Wege mahnen Schüler im Cern zum sorgsamen Umgang mit dem Universum.

Am Cern ist die Zahl der Nationen und Sprachen noch weit größer. Und was das Forschungszentrum mit Kollisionen zu tun hat, haben die jungen Besucher spätestens beim musikalisch begleiteten Besuch des LHC-Beschleunigers begriffen: Hier werden Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinandergeschossen, um neue Elementarteilchen zu erzeugen.

Kunst kann also einen Zugang zur Physik schaffen. Es geht aber auch umgekehrt – Physik kann auch das Interesse an Kunst fördern. Wie bei Jenni aus der Klasse von Herbert Pühringer aus Salzburg. „Manchmal bekomme ich eine Gänsehaut, wenn ich mich mit Physik beschäftige und Zusammenhänge begreife“, spricht sie in bestem Englisch in die Kamera der Reporter, die das Event aufzeichnen, um damit noch mehr Schulen für eine Kooperation mit dem Cern zu begeistern. Für Jenni ist die Berufswahl schon seit zwei Jahren klar: Astrophysik. Um ihrem Traum schneller näher zu kommen, durfte sie das letzte Schuljahr überspringen, den Jahresstoff für alle anderen Fächer erledigte sie in den Sommerferien. Sie ist nun kurz vor Erreichung der Matura, wo sie als Abschlussarbeit ein Teleskop baut.

Während Matthäus Kammerlander im Kraftraum des Cern zwischen Hanteln und Sandsack sein Klavierstück probt und andere Mitschüler draußen auf der Straße im Kreisverkehr aufeinander zurennen, um kollidierende Teilchen im LHC-Beschleuniger darzustellen, diskutiert Jenni angeregt mit Alexander Struck über Feynman-Diagramme – also die bildliche Darstellung quantenfeldtheoretischer Wechselwirkungen. Struck ist Professor für theoretische Physik an der Hochschule Rhein-Waal in Kleve. Er hofft, einige der Creations-Events an Schulen in seiner Region anbieten zu können .

Creations ist ein von der EU gefördertes Projekt, das Physik und Kunst auf kreative Weise in den Schulunterricht integrieren möchte. Rund zwei Dutzend Projekte wurden bereits entwickelt. Die Palette ist bunt. Neben Art@CMS am Cern haben sich insgesamt 16 europäische Partner weitere Projekte ausgedacht.

Drei Beispiele:

- Der Wissenschaftler Oded Ben-Horin von der Western Norway University of Applied Sciences hat im vergangenen Herbst die Global Science Opera veranstaltet, in der Schulen, Universitäten und Kunstinstitutionen aus 25 Ländern weltweit in einem Online-Event eine Oper mit dem Titel „Ghost Particles“ simultan aufgeführt haben.

- Die Tanzpädagogin Kerry Chappell von der University in Exeter veranstaltet Workshops mit Jugendlichen. In der Bewegung erleben diese, wie sich Atome zu Molekülen verbinden.

- Der promovierte Ingenieur Javier Santaolalla veranstaltet in Spanien Auftritte mit einer Mischung aus Comedy und Science Slam, die jedes Mal hunderte jugendliche Zuschauer anziehen. Außerdem gibt es Wettbewerbe, wo Kinder und Jugendliche in kurzen Monologen ein Thema aus der Wissenschaft präsentieren können.

Die Proben im Kraftraum sind zu Ende. Jenni wird abends vor Publikum mit ein paar Mitschülern einen Rap zum Besten geben, der mit Feynman-Diagrammen zu tun hat, ein Stoff, der erst im Physikstudium gelehrt wird. Außerdem noch ein Stück, in dem die Wechselwirkung von Elementarteilchen mit einer Liebesgeschichte verglichen wird. Ihr Coach ist Con Sensus, ein junger Rapper aus England. Mit Fifty-Cent oder Eminem hat der Brite wenig gemein, Goldkettchen und dicke Autos sucht man vergebens, ebenso das einschlägige „F“-Wort, das man sonst aus den Texten dieser Kunstform kennt.

Stattdessen rappt Con Sensus über Physik. Einen ganzen Rap-Zyklus hat er in den letzten Monaten produziert, nach einem Aufenthalt am Cern. „I could make you big, I could make you big, when you reach the masses that you need to prove the Higgs.“ Das klingt cool, der Rhythmus reißt die Zuhörer bei der Vorführung mit, und weil die meisten von ihnen Physik studiert haben und an der Suche nach dem Higgs-Partikel beteiligt sind, versteht hier auch jeder den doppelten Sinn dieses Textes. Das schwere Elementarteilchen spielt eine wichtige Rolle bei dem Mechanismus, der allen Elementarteilchen, aus der unser Universum besteht, ihre Masse verleiht. Und groß und ein wenig berühmt wurden die Physiker auch, die an der Entdeckung des Teilchens beteiligt waren.

Physikprofessor Struck bescheinigt Creations große Kreativität. Wenn das Projekt im Herbst 2018 auslaufe, müssten die Ideen nachhaltig in den Schulen verankert werden, unter anderem indem die Kunst- und Musiklehrer enger eingebunden würden. „Das erfordert eigentlich ein neues Forschungsprojekt.“ Doch Struck bremst auch zu hohe Erwartungen: Kunst sei keine Unterrichtsform, sie vermittle keinen Stoff. „Aber sie unterstützt das Verständnis und bietet Jugendlichen einen alternativen Zugang zur Physik.“ sta

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