Kalter Eisnebel dringt in den Raum – und ballt sich an einer Stelle wie magisch zu einem Gebilde zusammen, das mehreren übereinanderhängenden Wattebäuschen gleicht. Dahinter steckt kein fauler Zauber, sondern ein stehendes Ultraschallfeld. Die Wissenschaftler Sigurd Bauerecker und Bernd Neidhart vom GKSS-Forschungs-zentrum in Geesthacht haben es erzeugt, indem sie einen reflektierenden Schirm in einer bestimmten Entfernung zu einer Ultraschallquelle aufstellten.
In den Nebelbäuschen ist es bis zu 50 Grad kälter als in der umgebenden Raumluft. Für den Betrachter scheint es, als wäre der Eisnebel in den Wänden eines unsichtbaren Gefäßes gefangen. Das Ultraschallfeld spannt somit einen Raum auf, in dem Aerosole – winzige Schwebstoffe – und kalte Gase festgehalten und untersucht werden können.
In diesem Miniatur-Kältelabor können sich Schneeflocken aus den Eiskeimen des Nebels bilden. Die Größe der Flocken liegt je nach Temperatur und Luftfeuchte zwischen zehn Mikrometern (tausendstel Millimetern) und einem Zentimeter. Neben bekannten Formen entstehen auch bizarre Gebilde, die in der Natur noch nie beobachtet wurden (siehe Bild unten). Indem die Forscher die Symmetrie des Ultraschallfeldes veränderten, konnten sie die Schneeflocken sogar rotieren lassen.
Das Mini-Labor in Geesthacht ist durchaus von praktischem Nutzen: Wie rotierende Eisteilchen Licht in verschiedene Richtungen zurückstreuen, interessiert etwa Wissenschaftler, die die Strahlungsbilanz der Erde und den Treibhauseffekt untersuchen. Außerdem lassen sich in dem Kaltgaslabor Prozesse simulieren, wie sie in Wolken stattfinden. Der große Vorteil gegenüber einer herkömmlichen Atmosphärenkammer: Eispartikel und Schneeflocken fallen nicht zu Boden und können so besser untersucht werden. Überdies gibt es keine realen Wände, die ein Experiment stören.
Bauerecker und seine Kollegen haben mit dem schwebenden Labor noch mehr im Sinn: “Wir könnten uns vorstellen, daß man damit beispielsweise Arzneimittel in Form beschichteter Granulate produzieren kann.” Dazu wollen die Geesthachter Forscher verschiedene Arten von Stäuben und Tröpfchen gleichzeitig in das Ultraschallfeld bringen, wo sie zu neuen Substanzen zusammenwachsen sollen.
Frank Frick
