Physik des Experiments

Warum dieses Experiment an der ETH Zürich? Die beiden akustischen Spiegel am Campus Hönggerberg zeigen im Grossen, wie in den Physik-Labors mit kleinsten Teilchen experimentiert wird. Das Experiment ist vorübergehend wegen Bauarbeiten eingelagert. Eine Wiederinbetriebnahme ist per Frühsommer 2022 geplant.    

Zwei akustische Spiegel: Spricht die eine Person, hört die andere auch Flüstern über Distanz.
Schallübertragung mit zwei akustischen Spiegeln: Steht die eine Person genau im Fokuspunkt (grauer Punkt), hört sie die andere auch über Distanz flüstern.

Spielerisch Forschung erleben

Ein lange bekanntes Phänomen illustriert moderne Forschungsmethoden. Seit der griechischen Antike bis heute wird mit gewölbten «Spiegeln» experimentiert, um Wellen oder Teilchen zu bündeln und dadurch zu verstärken: von Schall- und Wasserwellen über Radio- und Lichtwellen bis hin zu Materiewellen von Elektronen. Die akustischen Spiegel illustrieren in grossem Massstab, was in den Labors auf dem Campus Hönggerberg in manchen Experimenten zur Quantenforschung geschieht. Diese Spiegel sind funktional klassisch geformt, doch ihr Design ist dank der Zusammenarbeit zwischen den Departementen Physik und Architektur einzigartig.

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Quantenforschung in den Physik-Labs am Campus Hönggerberg, ETH Zürich (Video: ETH Zürich)

Spiegel in der Quantenforschung

In der Grundlagenforschung wird das Verhalten kleinster Teilchen wie einzelner Ionen oder Photonen erforscht. Die Wellenlängen des sichtbaren Lichts messen zwar nur ein Millionstel eines Meters. Dennoch verhalten sich Lichtwellen ähnlich wie Schallwellen, die Wellenlängen im Bereich eines Meters aufweisen. Lichtteilchen und Schall, beides kann zwischen Spiegeln eingefangen und dadurch verstärkt werden. In der Quantenforschung dient die Verstärkung dazu, diese extrem kleinen Teilchen besser beobachtbar zu machen.

Schall und Lärm sind überall

Täglich ist er um unsere Ohren und doch beschäftigen wir uns im Alltag wenig mit der Vielfalt von Schall. Ein Blick auf die externe Seite Website der Abteilung Akustik / Lärmminderung der Empa  zeigt, wie vielschichtig und spannend das Thema ist. Kurt Heutschi unterstützte die Studentinnen externe Seite im MAS Digital Fabrication als beratende Fachperson für Akustik.