Das Quantenlabor für jedermann

Moderne Wissenschaft als photorealistisches Online-Game

18.09.2015 - Österreich

Aktuelle Forschungsexperimente sind oft zu teuer und komplex, um sie für Lehrzwecke nachzubauen und einzusetzen. Die Herausforderung, moderne Wissenschaft dennoch allgemein zugänglich zu machen, hat nun das Team der Forschungsgruppe Quantennanophysik der Universität Wien rund um Markus Arndt gelöst. Es wurden nun erstmals zwei Forschungslabore als vollständige, photorealistische Computersimulationen geschaffen, um SchülerInnen, Studierenden sowie der allgemeinen Öffentlichkeit einen virtuellen Zugang zu weltweit einmaligen Instrumenten zu ermöglichen. "Man könnte es als eine Art Flugsimulator der Quantenphysik bezeichnen" schmunzelt der Quantenphysiker Mathias Tomandl, der die wesentlichen Elemente dieser Simulation im Rahmen seiner Dissertation geschaffen hat.

Die Quantenwelt Schritt für Schritt selber entdecken

Ein Lernpfad führt dabei die BesucherInnen in die Welt delokalisierter komplexer Moleküle. Eine Reihe von Laboraufgaben und wichtige Hintergrundinformationen zum Verständnis der Experimente stehen bereit, um Schritt für Schritt in die Quantenwelt einzutauchen. Die Entwicklung der spielerisch aufbereiteten Software wurde zusammen mit SchülerInnen und Studierenden durchgeführt und über mehrere Entwicklungszyklen didaktisch begleitet.

Der Welle-Teilchen Dualismus mit großen Molekülen

Die virtuellen Labore geben Einblick in fundamentale Einsichten und Anwendungen der Quantenmechanik mit Makromolekülen und Nanoteilchen. Dabei wurde in den vergangenen Jahren der Welle-Teilchen-Dualismus an den bis heute komplexesten Molekülen nachgewiesen. Diese Experimente können im virtuellen Labor mit Hilfestellungen nun erstmals frei zugänglich selbst (virtuell) durchgeführt werden.

Originalveröffentlichung

Mathias Tomandl, Thomas Mieling, Christiane M. Losert-Valiente Kroon, Martin Hopf & Markus Arndt; "Simulated Interactive Research Experiments as Educational Tools for Advanced Science"; Scientific Reports; 2015

https://www.chemie.de/news/154611/das-quantenlabor-fuer-jedermann.html