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Modell für unvorhersehbares Wetter

„Chaotische Systeme“: Rosenheimer Abiturient erhält Physikpreis für seine Seminararbeit über Wettervorhersagen

Norman Spaeth, Abiturient am Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim, funkt mit einem Forschungsteam auf der Antarktis. Bei dem Schulprojekt hat er sich um die Technik gekümmert.
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Norman Spaeth, Abiturient am Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim, funkt mit einem Forschungsteam auf der Antarktis. Bei dem Schulprojekt hat er sich um die Technik gekümmert.
  • VonKilian Schroeder
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Er baue einfach gern Sachen zusammen, sagt Norman Spaeth, und Physik habe er schon immer spannend gefunden. Für seine Seminararbeit bekommt der Abiturient am Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim jetzt einen Physikpreis.

Rosenheim – „Ich bin eher der experimentelle Typ“, sagt Spaeth. „Die reine Physik ist ein bisschen trocken.“ Schon seine Eltern sind Physiker, sein Vater sei wie er sehr technikaffin. Trotzdem war der Hauptgrund für seine Physikbegeisterung der Schulunterricht. Besonders die Experimente hätten ihm gefallen. So sehr, dass er auch zu Hause im Technikkeller seines Vaters experimentiert hat.

Projekt mit kompliziertem Namen

Seit vier Jahren programmiert Spaeth. Unter anderem hat er für ein Schulprojekt Funkkontakt zu einem Forscherteam in der Antarktis hergestellt und den dazugehörigen Livestream eingerichtet. „Am Ende haben 174 Menschen zugeschaut“, sagt Spaeth. „Das war schon cool.“

Für die Oberstufe musste der 17-Jährige eine wissenschaftliche Arbeit schreiben. Er hat sich natürlich ein physikalisches Experiment ausgesucht. Das Projekt hat den komplizierten Namen „Untersuchung zum stabilen Betrieb des Reibungsoszillators“. Dabei legt Spaeth einen Zylinder auf zwei gegeneinander rotierende Scheiben. Theoretisch müssten sich die Kräfte aufheben und die ganze Konstellation zum Stillstand kommen.

Ein „chaotisches System“

In der Praxis aber schwingt der Zylinder unkontrolliert hin und her. Die Lösung, die Spaeth gefunden hat: In der Realität liegt der Zylinder nie genau mittig auf den Scheiben. Das bedeutet, dass immer irgendwo mehr Gewicht ist – und der Stab deshalb unvorhersehbar schwingt. „Es ist eigentlich ein chaotisches System“, sagt Spaeth über sein Experiment. „Je nachdem, wie ich die Parameter einstelle, ist die ganze Konstellation sehr instabil. Aber bei bestimmten Werten entsteht eine harmonische Schwingung.“

Über die Frage, wofür man so etwas praktisch brauchen könnte, muss er lachen: „Da war ich am Anfang auch aufgeschmissen. Aber tatsächlich sind chaotische Systeme interessant, um Zufallsmechanismen zu erforschen.“

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Sein Projekt hat Norman Spaeth zu mehreren Wettbewerben geführt: zur Schülertagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, zum Austrian Young Physicists Tournament und auch zu „Jugend Forscht“, wo er den zweiten Preis gewann. Sein größter Erfolg sei aber die Auszeichnung, die er zu Abiturverleihung bekommt: Die physikalischen Fakultäten in Bayern und der bayerische Landesverband der Deutschen Physikalischen Gesellschaft zeichnen seine Seminararbeit mit 500 Euro aus.

Spaeths Lehrer ist begeistert

„Das ist schon eine Ehre“, sagt Spaeth. Nur wenige Arbeiten bekommen jedes Jahr die Auszeichnung, die an 400 bayerischen Schulen ausgeschrieben ist. Auch sein Lehrer, Dr. Thomas Grillenbeck, ist begeistert von Spaeths Seminararbeit. „Es war wirklich eine der besten Arbeiten, die ich je korrigiert habe“, sagt Grillenbeck.

Er hat die Arbeit bei dem Wettbewerb eingereicht. „Diese unkontrollierten Schwingungen aus dem Projekt kann man zum Beispiel als Modell für das unvorhersehbare Wetter verwenden: Je nach den Klimabedingungen ist es – wie die Schwingungen – harmonisch oder eben chaotisch.“ Insofern sei Spaeths Arbeit „topaktuell“.

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Wie es jetzt, nach dem Abitur, für den 17-Jährigen weitergeht, da ist er sich noch nicht hundertprozentig sicher. Der Grund: Spaeth spielt auch Geige, ist bereits als Solist aufgetreten und hat drei Mal bei dem Wettbewerb „Jugend musiziert“ gewonnen. Deshalb liebäugelt er auch mit einem Musikstudium. Der Abiturient plant schon einige Aufnahmen von Streicherduos und -Trios, die er als „Abschiedsgruß“ auf die Homepage seines Gymnasiums hochladen will.

Beide Hobbys beibehalten

Je nachdem, ob er sich für die Physik oder die Musik entscheidet, will er aber das jeweils andere als Hobby für sich behalten. Das liegt auch daran, dass er seine Physik- und Musikbegeisterung nicht als gegenteilig auffasst: „Eigentlich ergänzt sich beides gut. Gerade sind ja viele Konzerte nur per Livestream möglich. Da lässt sich Technik und Musik gut komplementieren.“ Norman Spaeth ist dann Experte für beides.

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