Helmholtz-Perspektiven 03

17Forschung Helmholtz Perspektiven November – Dezember 2013 sen wirbele sie in einer flachen Struktur, der Akkretionsscheibe, um das Schwarze Loch herum. Auf den ersten Blick erinnert das beschrie- bene Szenario Laien an einen riesigen Abfluss, aber ganz so einfach sei es dann doch nicht: „Dabei mischen Magnetfel- der entscheidend mit. Sie können die eigentlich stabilen Rotationsströmun- gen destabilisieren und so Turbulenzen verursachen“, sagt der 51-jährige Stefani. Soweit kommen seine Zuhörer noch mit. Dann aber wird es komplizierter: „Diese so genannte Magneto-Rotationsinstabilität ist für elektrisch gut leitfähige Bereiche in Akkretionsscheiben gut verstanden. Völlig unklar ist hingegen, ob und wie sie in schlecht leitfähigen Gebieten funktioniert.“ Für Nicht-Physiker formuliert, bedeutet das: Die Magnetfelder in den Schwarzen Löchern wirken auch dort, wo sie es nach bisher bekannten physikalischen Gesetzen gar nicht dürften. Warum, das wollten die HZDR-Forscher mit ihren Experimenten erklären. Dass er viel erklären muss, wenn er über seine Forschung spricht, daran hat sich Stefani längst gewöhnt: Für Besucher hat er eine 30-minütige Präsentation vor- bereitet, damit sie zumindest eine Ahnung von dem bekommen, was er macht. Wenn Stefani zum Vortrag anhebt, beschreibt er zunächst, wie Magnetfelder entstehen: Zum Beispiel erzeugen schraubenförmige Strömungen im flüssigen Eisenkern der Erde ein Magnetfeld. Diese Selbsterregung nennen die Forscher Dynamoeffekt; er ließ sich nach drei Jahrzehnten der Vorberei- tung erstmals 1999 mit Hilfe von flüssi- gem, über 120 Grad heißem Natrium in Laborexperimenten in Riga und Karlsruhe nachweisen. Auch Stefani und sein Team waren daran beteiligt. Das Rigaer Dynamo- experiment beschreibt, wie Magnetfelder im Kosmos entstehen. „Kosmische Mag- netfelder werden durch den Dynamoeffekt erzeugt und spielen eine erstaunlich aktive Rolle in der kosmischen Strukturbildung“, sagt Stefani. Das ist die Verbindung von Stefanis Magnetfeld-Forschung und den Schwarzen Löchern. Die angepeilte halbe Stunde des Vortrags ist längst verstrichen, als er unvermittelt aufspringt und aus dem Zimmer läuft. Er muss seinen Besuchern jetzt unbedingt etwas zeigen. Das Buch, mit dem er zurückkommt, handelt von magnetischen Prozessen in der Astrophy- sik und ist unter Magnetfeld-Experten ein Bestseller. Ein Foto seiner Versuchsanlage hat es bis auf die Titelseite geschafft. „Das macht einen schon ein bisschen stolz“, sagt er mit einem Strahlen im Gesicht. Die Anlage auf dem Bild sieht aus, als hätte jemand einen Gartenschlauch um einen aufrecht stehenden Metallzylinder gewickelt. Anhand seiner Folien erklärt Stefani, dass sich im Innern des Zylinders noch ein weiterer, kleinerer Zylinder befin- det, durch den in der Mitte ein Kupferstab verläuft. Der Raum zwischen den Zylindern ist mit einer Legierung aus Gallium, Indium und Zinn gefüllt – ein Metallgemisch, das bereits bei Raumtemperatur flüssig ist. Dreht sich der kleine Zylinder um den Stab, versetzt er das Gallium in Rotation. Fließt gleichzeitig ein elektrischer Strom, bildet sich im rotierenden Metall ein kreis- förmiges Magnetfeld.

Helmholtz-Perspektiven 03

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