Zur Auftaktveranstaltung des TUM-Kollegs haben die Teilnehmenden vom WHG und des Otto-von-Taube-Gymnasiums in Gauting das Department für Chemie der TU München in Garching besucht.
Herr Dr. Raimund Marx führte uns durch den Tag, den er zweiteilig aufgebaut hat: Theorie und Praxis.
Der theoretische Teil des Tages drehte sich um die Chemie als Studienfach, sprich Unterricht und Lehrinhalte, die Studienplatzbewerbung an der TU sowie die Forschungsgebiete von Herrn Dr. Marx und Prof. Dr. Glaser, Leiter der Arbeitsgruppe für organische Chemie: kernmagnetische Resonanz zur Manipulation und Messung von Quantenbits.
Quantenbits, kurz Qubit, sind das Gegenstück zu Bits in herkömmlichen Computern, die den Zustand 0 (Strom fließt nicht) oder 1 (Strom fließt) annehmen können und in großen Schaltkreisen so zusammengesetzt sind, dass sie auch schwierige Funktionen genau berechnen können. Insbesondere bei der Durchsuchung unsortierter Datenbanken und der Primzahlzerlegung, auf der sämtliche Verschlüsselungen basieren, ist die Berechnungsdauer bei herkömmlichen Computern allerdings zu groß.
Qubits in Quantencomputern zeichnen sich im Gegensatz dazu aus, dass sie in einer sog. Superposition verschiedene Zustände gleichzeitig annehmen und so zeitintensive Rechenvorgänge wie die Primzahlzerlegung in nur einem Rechenschritt mit hoher Wahrscheinlichkeit richtig durchführen können.
Quantencomputer sind, Stand jetzt, Forschungsobjekte und keine Alltagsgegenstände, dazu sind sie u.a. wegen ihrer Fragilität auch ungeeignet.
Im zweiten, praktischen Abschnitt des Tages führen wir drei ebenso beeindruckende wie praxisnahe Experimente durch:
Die Experimente mit flüssigem Stickstoff als Kühlmittel versprechen v.a. eines: großartige Bilder. Flüssiger Stickstoff eignet sich u.a. als Kühlmittel, etwa um Eis innerhalb von wenigen Sekunden herzustellen.
Beim Glasblasen ist Feingefühl gefragt. Das flüssige Glas muss schnell in die richtige Position gebracht werden, um das Absinken der Glasmasse zu verhindern.
Um Jeans zu färben, benötigt man die wasserlösliche Eigenschaft des Farbstoffes Indigo nach der Reduktion (= chemische Reaktion) – so kann das zu färbende Kleidungsstück einfach in ein Bad getaucht werden – und die wasserunlösliche Eigenschaft von Indigo nach der Oxidation (= Gegenreaktion zu Reduktion), um die Jeans waschecht zu machen, d.h. waschbar, ohne dass sich die Farbe löst.
Unsere Auftaktveranstaltung hat großen Unterhaltungswert geboten. Dafür danken wir, die Schülerinnen und Schüler, v.a. Herrn Dr. Marx und seinen Hilfskräften, sowie Herrn Schüller, Herrn Doppel vom WHG und Herrn Laupitz aus Gauting.
