Am 17. Juni 2026 besuchte der Physik-Leistungskurs der Jahrgangsstufe Q1 des Gymnasiums Zitadelle das JuLab, das Schülerlabor des Forschungszentrums Jülich. Ziel der Exkursion war es, das Thema Supraleitung durch praktische Experimente kennenzulernen und gleichzeitig einen Einblick in aktuelle Forschungsgebiete der modernen Physik zu erhalten. Zu Beginn des Tages erhielten wir eine Einführung in das Forschungszentrum Jülich sowie in die Grundlagen der Supraleitung. Dabei wurden Verbindungen zu bereits bekannten Unterrichtsinhalten wie Elektrizität, elektrischem Widerstand, Magnetismus und Temperatur hergestellt. Anschließend führten wir erste Experimente zum Elektromagnetismus durch, die als Grundlage für das Verständnis supraleitender Materialien dienten.
Ein besonderer Schwerpunkt des Tages lag auf den Versuchen mit flüssigem Stickstoff, der mit einer Temperatur von etwa -196 °C die Voraussetzungen für die Tieftemperaturphysik schafft. In kleinen Gruppen arbeiteten wir selbstständig an verschiedenen Experimenten und wurden dabei von den Mitarbeitenden des JuLab kompetent unterstützt. Die bereitgestellten Versuchsanleitungen ermöglichten ein strukturiertes und eigenständiges Arbeiten. Besonders beeindruckend war die Demonstration des Meißner-Ochsenfeld-Effekts. Dabei konnten wir beobachten, wie ein Magnet über einem stark gekühlten Supraleiter schwebte. Dieses Phänomen verdeutlicht den idealen Diamagnetismus von Supraleitern, die Magnetfelder aus ihrem Inneren verdrängen. Darüber hinaus untersuchten wir, wie der elektrische Widerstand bestimmter Materialien unterhalb ihrer sogenannten Sprungtemperatur schlagartig auf null sinkt – eine der wichtigsten Eigenschaften von Supraleitern.
Neben den praktischen Versuchen erhielten wir auch Einblicke in aktuelle Forschungsfelder. In einem Vortrag wurden moderne Anwendungen der Supraleitung vorgestellt, darunter Quantensensoren und sogenannte SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Devices). Diese hochsensiblen Messinstrumente ermöglichen die Erfassung kleinster Magnetfelder und finden unter anderem Anwendung in der Medizin, der Materialforschung und der Quantentechnologie. Zur Mittagszeit konnten wir uns im See-Casino auf dem Campus stärken und die bisherigen Eindrücke gemeinsam besprechen. Die Pause bot außerdem Gelegenheit, die besondere Atmosphäre einer großen Forschungseinrichtung kennenzulernen und einen Eindruck vom Arbeitsalltag der dort tätigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu gewinnen. Am Nachmittag vertieften wir unsere Kenntnisse durch weitere Experimente mit Magneten und verschiedenen supraleitenden Materialien. Dabei wurde deutlich, wie eng theoretische Grundlagen und praktische Forschung miteinander verbunden sind und welche Bedeutung die Supraleitung für zukünftige technologische Entwicklungen haben könnte. Die Exkursion war für alle Beteiligten eine wertvolle und spannende Ergänzung zum Unterricht. Durch die Kombination aus theoretischen Vorträgen, praktischen Experimenten und Einblicken in aktuelle Forschung konnten wir die Bedeutung der Physik weit über das Klassenzimmer hinaus erleben. Wir bedanken uns herzlich beim Team des JuLab und dem Forschungszentrum Jülich für die ausgezeichnete Betreuung und die Möglichkeit, einen Tag lang moderne Forschung aus nächster Nähe kennenzulernen.
Leistungskurs Physik, Q1
