Nachwuchs auf Forschungsreise beim PSI und European XFEL
Spitzenforschung gilt oft als abstrakt und weit entfernt vom Alltag. Zwanzig Gymnasiastinnen und Gymnasiasten aus Wetzikon erhielten nun die Gelegenheit, zwei Forschungsanlagen konkret und hautnah zu erleben: das Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen und den European XFEL bei Hamburg. Beide Institutionen öffneten den Jugendlichen ihre Türen für Führungen und eigene Experimente.
Die Reise der Gymi-Schülerinnen und -Schüler begann am 29. September 2025 mit einem Besuch am PSI, dem grössten Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. Auf dem Programm standen Präsentationen zu Röntgen-Pixel-Detektoren, wie sie beispielsweise das PSI-Spinoff Dectris herstellt, und dazu, wie der Selbstheilungsprozess von DNA im Lauf der Zeit beobachtet werden kann. Eine Besichtigung des SwissFEL und weiterer Grossforschungsgeräte rundete den Besuch ab.
Forschung zum Anfassen im Xcool Lab
Anschliessend verbrachten die Jugendlichen aus Wetzikon zwei Tage am European XFEL, im Rahmen eines Programms der Organisation für ihre Mitgliedsstaaten. Diese internationale Forschungsinfrastruktur mit Schweizer Beteiligung liegt in Schenefeld, in der Nähe von Hamburg, und erzeugt seit 2017 ultrakurze Röntgenlaserblitze mit sehr hoher Leuchtstärke. Sie zieht Forschende aus aller Welt an und bietet mit dem Xcool Lab auch Schülerinnen und Schülern im Alter von 16 bis 19 Jahren praktische Experimente an.
Im Xcool Lab konnten die Gymnasiastinnen und Gymnasiasten in die Molekularbiologie eintauchen und lernten wie dank Pipettieren, PCR-Tests und Gelelektrophorese verschiedene SARS-CoV-2-Varianten nachgewiesen werden können. Zudem erlangten sie mit Experimenten zur Beugung von Röntgenstrahlen und zum Verhalten von Teilchen in Magnetfeldern praxisnahe Einblicke in die physikalische Grundlagenforschung.
Was ist ein Freie-Elektronen-Laser?
Der SwissFEL am PSI und das European XFEL sind beides Freie-Elektronen-Laser- Anlagen. Mit FELs lassen sich Prozesse auf der atomaren und molekularen Ebene untersuchen: Forschende aus Life Sciences, Materialwissenschaften und Physik können damit chemische Reaktionen verfolgen, Moleküle in 3D darstellen oder neuartige Materialien wie flüssigen Kohlenstoff charakterisieren.
Moderne FELs erzeugen äusserst kurze und intensive Röntgenblitze. Dazu werden Elektronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch einen langen Tunnel beschleunigt und mit starken Magneten, sogenannten Undulatoren, auf einen Zickzackkurs gezwungen. Dabei senden sie kurzwelliges Licht (Röntgenstrahlung) aus, welches Forschende in ihren Experimenten einsetzen.
Eine Führung durch die grosse Experimentierhalle vermittelte zusätzliche Eindrücke von der Dimension der Anlage: Sie umfasst drei Betriebsgelände, ist 3,4 km lang und die Tunnel mit dem supraleitenden Linearbeschleuniger zur Beschleunigung der Elektronen liegt zwischen 6 und 38 Metern unter der Erde.
Einblick in internationale Spitzenforschung
Die Kombination aus Theorie, Praxis und Austausch machte die Reise zu einem bleibenden Erlebnis. Wer einmal selbst Grossforschungsanlagen besucht und mit Geräten hantiert hat, erlebt Wissenschaft anders – und vielleicht entscheidet sich die eine oder der andere nach dieser Erfahrung für eine Karriere in den Naturwissenschaften.
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