Villmergen
Aargauer gewinnt EU-Sonderpreis – Arbeit hat Master-Niveau in theoretischer Physik

Sébastien Garmier aus Villmergen hat am European Union Contest for Young Scientists einen Sonderpreis gewonnen. Sein Projekt: Die Entwicklung einer Software, welche die Visualisierung verschiedener Raumzeitkrümmungsphänomene ermöglicht.

Patrick Harcuba
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European Union Contest for Young Scientists
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Hier wird Sébestien Garmier der Preis verliehen: Eine Einladung an die Europäische Südsternwarte (ESO) in Chile.
Der Solothurner Tobia Ochsner erhielt ebenfalls viel Lob: Ihm wurden gleich zwei Sonderpreise verliehen.

European Union Contest for Young Scientists

Zur Verfügung gestellt

Kürzlich kehrte der Villmerger Sébastien Garmier (19) aus Dublin zurück. Mit dabei hat er eine Einladung der Europäischen Kommission zum Besuch der Südsternwarte (ESO) in Chile. Das ESO ist eines der grössten astronomischen Observatorien der Welt und wird von einem europäischen Forschungsinstitut betrieben.

Den Preis gewann Garmier im Rahmen des Europäischen Wettbewerbs für junge Wissenschaftler in Irland, wo er die Juroren mit seiner 2017 an der Wohler Kantonsschule eingereichten Maturarbeit überzeugte: Bei der Arbeit wird mithilfe eines selbstgeschriebenen Programms veranschaulicht, wie sich die Raumzeitkrümmung auf Lichtstrahlen auswirkt.

Auf die Frage, was denn ihn zu einem solchen Thema inspiriert hatte, sagt Garmier: «Vor dem Beginn meiner Arbeit wusste ich nur sehr wenig über die Raumzeitkrümmung, denn im Unterricht wurde Einsteins Relativitätstheorie nur kurz angesprochen. Eigentlich hat erst der Film „Interstellar“, in dem unter anderem die Raumzeitkrümmung sehr gut visualisiert wird, mich auf die Idee gebracht.»

Extremfall von Gravitation

Dabei interessierte ihn vor allem, wie Licht von Gravitationsfeldern angezogen wird: «Das klassische Fallbeispiel von Gravitation ist das Herunterfallen eines Gegenstands sowie die Anziehungskraft von Planeten. Doch bei Einsteins Relativitätstheorie ist die Ablenkung von Licht sehr wichtig.» Doch dies sähe man bei den «klassischen» Beispielen natürlich nicht.

Schwarze Löcher seien der Extremfall von Gravitation und haben eine solch starke Anziehungskraft, dass es zu einem Phänomen namens «Raumzeitkrümmung» kommt. Genau dies könne durch seine selbstentwickelte Software visualisiert werden. «Die Relativitätstheorie von Einstein ist extrem kompliziert. Genaue Visualisierungen helfen dabei, dies besser zu verstehen.» So erklärt Garmier den Nutzen seiner Arbeit. Selbstbewusst fügt er an: «Man könnte das Programm als Lehrmittel für Studenten verwenden.»

Raumzeitkrümmung

Die 1915 von Albert Einstein veröffentlichte allgemeine Relativitätstheorie beschreibt bis heute die Gravitation am exaktesten.

Zusammengefasst sagt sie aus, dass einerseits Masse und Energie die Raumzeit (auch Raum-Zeit-Kontinuum) krümmen und dass anderseits die Raumzeitkrümmung umgekehrt die Bewegung von Masse und Energie beeinflusst. Ein daraus resultierendes Phänomen ist die Ablenkung von Lichtstrahlen durch Masse. Objekte in stark gekrümmter Raumzeit erscheinen deshalb verzerrt.

Raumzeit (auch Raum-Zeit-Kontinuum genannt) bezeichnet die gemeinsame Darstellung von Raum und Zeit in einer vierdimensionalen mathematischen Struktur.

Dem Niveau einer Masterarbeit entsprechend

Das Wissen über die Relativitätstheorie wie auch die nötigen Programmierfähigkeiten hat er sich zumeist selber erarbeitet. 2017 reichte er an der Kantonsschule Wohlen seine Maturarbeit ein. Im Frühling dieses Jahres durfte er am nationalen Wettbewerb von «Schweizer Jugend forscht» (SJF) an einem Workshop sein Projekt präsentierten: Seine Arbeit überzeugte die Juroren und so wurde er ins Final nach Neuchâtel eingeladen.

Auch im Final konnte sein Projekt die Jury für sich gewinnen; Sie verlieh seiner Arbeit das Prädikat «Hervorragend», der betreuende Experte würdigte im Bericht die Leistung folgendermassen: «Die geleistete Arbeit entspricht einer Masterarbeit in theoretischer Physik.»

Als Siegespreis erhielt Sébastien Garmier eine Einladung nach Stockholm, wo er unter anderem an der Verleihung zum Nobelpreis teilnehmen kann. „Eigentlich war es gar nicht gedacht, dass ich am Europäischen Wettbewerb für junge Wissenschaftler in Dublin teilnehme. Doch eine der Schweizer Delegierten fiel aus und ich konnte an ihrer Stelle gehen», erklärt er.

Die Kultur ging nicht vergessen

Den Wettbewerb in Irland fand er «entspannter und auch weniger stressig» als das Schweizer Pendant. «Vielleicht lag es auch daran, dass wir mittlerweile auch schon mehr Übung darin hatten, unser Projekt zu präsentieren», fügt Garmier an.

Europäischer Wettbewerb für junge Wissenschaftler (EUCYS)

Am EU-Wettbewerb, der von der Europäischen Kommission in Zusammenarbeit mit dem Gastgeberland veranstaltet wird, nahmen 135 Jungforscher zwischen 14 und 20 Jahren aus 39 Ländern teil. Sie präsentierten in zehn Wettbewerbs-Disziplinen insgesamt 88 Forschungsprojekte. Nebst Sébastien Garmier nahmen noch zwei weitere Schweizer am Wettbewerb teil. Einer davon, Tobia Ochsner aus dem Kanton Schaffhausen, gewann ebenfalls zwei Preise.

Für die Eventorganisatoren steht allerdings nicht nur der Wettkampf im Zentrum. Es gehe auch darum, dass die Jungforschenden andere kennen lernen, welche ähnliche Fähigkeiten und Interessen haben wie sie selbst. Garmier kann dies nur bestätigen. «Ich musste meine 85-seitige Arbeit auf rund 10 Seiten kürzen und auf Englisch übersetzen. Die anwesenden Experten waren auch weniger auf die begutachteten Themengebiete spezialisiert wie in der Schweiz.»

Er ist auch froh, dass der kulturelle Aspekt nicht vernachlässigt wurde: Es gab eine geführte Tour durch Dublin, wo die kulturellen – und natürlich wissenschaftlichen – Attraktivitäten gezeigt wurden. «Wir haben natürlich auch ein typisch irisches Pub besucht», fügt der 19-Jährige an.

Vor kurzem begann er (durch seine Teilnahme am Wettbewerb in Irland etwas verspätet) sein Studium an der ETH in Zürich. Seine Studienrichtung, was denn sonst, ist Physik.