Bundespreis «Jugend forscht» – Eine tolle wissenschaftliche Leistung von zwei vom SNI unterstützte Schüler

Alex Korocencev und Felix Sewing wurden für die Entwicklung einer Magnetschwebebahn mit dem Bundespreis im Bereich Technik bei «Jugend forscht» ausgezeichnet.

Felix Sewing und Alex Korocencev haben 2019 den Bundespreis «Jugend forscht» im Bereich Technik gewonnen. Im Laufe des letzten Jahres haben das SNI und das Departement Physik die beiden Jungforscher unterstützt. Alle Beteiligten hatten nun Ende Juli die Gelegenheit mit den beiden Preisträgern auf diese tolle Leistung anzustossen und sich das Konzept ihrer Magnetschwebebahn demonstrieren und erklären zu lassen.

Interesse begann in der Schule
Für Felix Sewing und Alex Korocencev fing die Begeisterung für Technik und Physik bereits in der 10. Klasse an, als sie an ihrem Gymnasium in Waldshut (Deutschland) eine mechanische Hand bauen sollten. Der betreuende Lehrer war begeistert von dem Ergebnis und bereute, das Projekt nicht vorab bei «Jugend forscht» angemeldet zu haben.

«Dadurch kamen wir überhaupt auf die Idee ein Projekt für «Jugend forscht» zu planen», berichtet Felix im Interview. «Inspiriert durch das von Elon Musk gestartete Hyperloop-Projekt, kam uns die Idee ein Modell für eine Magnetschwebebahn zu entwickeln. Dabei wollten wir einen Prototypen entwerfen und bauen, der keine aufwendigen Massnahmen für die Schienen benötigt», erklärt Alex.

SNI wird Projektsponsor
Vor etwas mehr als einem Jahr nahm Alex dann an einer Laborführung im Labor von Professor Christian Schönenberger teil. Ihn interessierten zwar auch die dort angesprochenen Themen über Quantenphänomene, aber vor allem wollte er wissen, ob Christian Schönenberger Unterstützung für das Magnetzug-Projekt leisten konnte und wollte. Es wurde ein Treffen vereinbart, Alex und Felix erläuterten ihre Pläne und schrieben einen Projektantrag. Sie überzeugten Christian Schönenberger mit ihrem Enthusiasmus und bekamen finanzielle und fachliche Hilfe zugesagt.

Das geplante Konzept hört sich dabei zunächst recht einfach an. Der Magnetzug hat an seiner Unterseite rotierende Permanentmagnete und benötigt zum Schweben eine metallische Unterlage. In dieser wird durch das rotierende Magnetfeld ein Strom induziert, was ein magnetisches Gegenfeld erzeugt. Es kommt zur Abstossung und der Zug schwebt. Durch Kippen der Magnete kann ein Vortrieb erzeugt werden. Anders als existierende Magnetschwebebahnen benötigt dieses Modell keine Spulen in den Schienen, über denen es schwebt, sondern nur eine metallische, nicht magnetische Oberfläche.

Genaue Beobachtung führt zum Erfolg
Anfänglich lief jedoch trotz der Unterstützung von Christian Schönenberger, der Technologieabteilung sowie der Werkstätten für Mechanik und Elektronik des Departement Physik nicht alles glatt. Es gab kleinere und grössere Unfälle, da sich beispielsweise die Magnete beim Drehen lösten und den Zug daher sehr unsicher machten. Alex und Felix lies-sen sich jedoch nicht beirren. Sie erreichten einen Durchbruch, da sie genau beobachteten: Sie stellten nämlich fest, dass die kreisförmig angeordneten und jeweils um 90 Grad verdrehten Magnete nicht horizontal in einer Ebene liegen «wollten». Jeder zweite Magnet war immer ein Stückchen nach oben versetzt. «Wir waren zuerst verwundert, haben uns dann aber entschieden, diese stabile Anordnung zu nutzen und auszuprobieren. Und es hat schliesslich viel besser funktioniert», erklären sie.

Für die beiden jungen Forscher war es aber nicht genug, den Prototypen eines solchen sicheren Magnetzugs zu bauen. Vor allem Alex war fasziniert von dem Gedanken, die geplanten Experimente vorab zu simulieren und zu berechnen. Er bekam vom Departement Physik Zugang zu einer Simulationssoftware und konnte am Departement Rechenzeit nutzen. «Die Simulationen, die Alex selbstständig durchgeführt hat, sind wirklich anspruchsvoll», bestätigt Christian Schönenberger, der im Laufe des Projekts vom Durchhaltevermögen, dem Enthusiasmus und der Professionalität immer mehr beeindruckt war.

Bundessieg als Höhepunkt
Das empfanden wohl auch die Juroren bei «Jugend forscht». Im Juni 2019 versammelten sich die Regionalsieger des Jahres 2019 in Chemnitz und «kämpften» um den Bundessieg. In einer feierlichen Zeremonie – die vom deutschen Bundespräsidenten Frank-Walter Steinmeier eröffnet wurde und die ein bisschen an eine Oskar-Verleihung erinnert – erfüllte sich der Traum einer langen Reise: Alex und Felix gewannen den ersten Preis in der Kategorie Technik und damit verbunden den Forschungspreis der Deutschen Forschungsgemeinschaft!

Damit ist diese schöne Geschichte jedoch noch nicht zu Ende. Die beiden 18-jährigen – die fast nebenbei in diesem Jahr auch noch ihr Abitur ablegten – haben für diese neuartige Magnetanordnung einen Patentantrag gestellt. Im September wartet dann noch der European Union Contest for Young Scientists in Sofia, bei dem sie auch wieder ganz vorne dabei sein wollen.

Im Juli konnten Mitarbeiter des SNI und des Departement Physik mit Alex und Felix auf den Erfolg anstossen, mit ihnen diskutieren und die Magnetschwebebahn in Aktion bestaunen.

Bevor es aber technisch und wissenschaftlich weitergeht mit der Magnetschwebebahn aus Waldshut, gab es ein paar Gelegenheiten diese herausragende Leistung zu feiern – unter anderem Ende Juli auf Einladung des SNI in Basel. «Ihr habt euch auf eine schwierige Entdeckungsreise eingelassen. Eure Neugierde technisch-wissenschaftliche Probleme zu verstehen und Hürden zu überwinden hat euch angetrieben. Mit grosser Leidenschaft und Begeisterung habt ihr Hindernisse überwunden und Neuland erreicht», so gratulierte Christian Schönenberger Alex und Felix zu dem erfolgreichen Zwischenziel des Projekts.

Wir werden aus der Nähe verfolgen können, wie es weitergeht, denn ab September wird Alex in Basel Physik studieren. Und wer weiss, vielleicht zieht es Felix nach seiner Ausbildung als Fachinformatiker dann auch wieder zurück an die Uni Basel. Auf jeden Fall wünschen wir Alex und Felix weiterhin soviel Spass und Erfolg bei ihrer Forschung!

In einem kurzen Video können Sie noch mehr über das Projekt von Alex und Felix erfahren.