Three Quarks for Muster Mark

PET Flaschen Lichtinstallation Workshop

Quarks sind Grundbausteine unserer Materie. Vielleicht sind es nicht die grundlegendsten, aber sie sind grundlegender als alle anderen Teilchen die wir kennen bzw. bis jetzt gefunden haben. Atome bestehen unter anderem aus Protonen und Neutronen. Diese sind keine elementaren Teilchen, sie setzen sich aus Quarks zusammen: Ein Up- und zwei Down- Quarks bilden das Neutron, zwei Up- und ein Down-Quark das Proton. Quarks tragen eine sogenannte "Farbladung", die die Werte rot, grün und blau annehmen kann. Verbindungen aus einzelnen Quarks sind nur stabil, wenn die Überlagerung ihrer einzelnen Farbwerte "weiß" ergibt. Die Elementarteilchen unterteilen sich in 3 Familien. Alles, was sie unterscheidet, ist ihre Masse. Dafür ist dieser eine Unterschied aber gewaltig. Eine dieser Familien sind die Quarks.

Der Physiker Murray Gell-Mann (*1929) entlehnte dem Roman Finnegans Wake des Dichters James Joyce den Begriff "Quarks", welcher in Anlehnung an die Laute einer Krähe sich auf andere Worte im Vers des dreizehnzeiligen Gedichts: 'Three quarks for Muster Mark! [...]' reimte.

In dem viertägigen Workshop "Three Quarks for Muster Mark" wurde mit Schüler/innen der Klasse 6b des Maria Regina Gymnasiums eine Lichtinstallation aus recycelten PET Flaschen gebaut. Die SchülerInnen haben jeweils ein Grundmodul, bestehend aus 3 PET Flaschen gefertigt, welches für drei Quarks, ein Neutron oder ein Proton stehen könnten. Insgesamt besteht die Lichtinstallation aus 30 Neutronen/Protonen oder 90 Quarks/PET Flaschen, auf denen ein Wechselspiel von Farbe, Bewegung und Leuchtkraft stattfindet. Die Verbindungsstücke und Aufhängungung der PET Flaschen wurde mittels eines 3D Druckers produziert. Angesteuert wird die Lichtinstallation von einem Arduino, eine aus Hard- und Software bestehende Mikrocontroller-Umgebung. Beides ist Open-Source. Programmiert wird der Arduino in C, in einer einfachen und unkomplizierten Entwicklungsumgebung.

Die Installation "Three Quarks for Muster Mark" wurde auf dem Schulfest erfolgreich präsentiert und wird einen festen Platz im Eingangsbereich des Gymnasiums Maria Regina bekommen.
 

Folgende Themenbereiche werden angesprochen:

INTERDISZIPLINÄRE TECHNOLOGIEN UND ARBEITSWEISEN
Vom 3D-Design über 3D-Druck, LED-Technologien, Programmierung bis hin zur gemeinsamen Realisierung einer modularen Lichtinstallation mit recycelten PET-Flaschen vereinigen sich einige schulische Disziplinen: Die Grundlage für die Positionierung liefert die Mathematik, mechanische Grundlagen kommen aus der Physik, für das Material bedarf es Materialkunde, also Chemie, damit die Komponenten automatisch zusammenspielen ist geeignete Software notwendig, somit Informatik. Nun läuft das Gerät, aber um etwas zu drucken braucht es Objekte, diese liefert die Kreativität, Bildnerische Erziehung oder Technisches Werken. Handwerklich wrden mehrere Komponenten im Werkraum zusammengebaut.

DEMOKRATISIERUNG DURCH OPEN SOURCE PROGRAMME UND DEN 3D DRUCK
Der 3D Druck ist durch seine Entstehungsgeschichte ein demokratischer Prozess geworden. Die Baupläne für den ersten 3D Drucker wurden als Open Hardware und Open Software im Internet veröffentlicht und viele Interessierte konnten selbst an der Technologie weiterarbeiten und diese wieder zu Verfügung stellen. Deshalb ist es jetzt 15 Jahre später möglich, die “Fabrik im Wohnzimmer” zu haben. Allein dieser Prozess und das Umdenken im Umgang mit wirtschaftlichen Ressourcen und Know How ermöglicht den ersten Ansatz für ein anderes und vielleicht gerechteres Wirtschaftssystem.

UMWELTBEWUSSTSEIN
Im 3D Druck wird meist mit einem Bio-Kunststoff gedruckt. Dieser Bio-Kunststoff PLA wird aus Zuckerrohr und/oder Maisstärke hergestellt und ist biologisch abbaubar. Den SchülerInnen wurde der Themenkomplex Recycling und nachhaltige Alternativen vermittelt. Wir sprachen über die Müllproblematik durch den Gebrauch von Petflaschen, über die Einweg-Plastikrichtlinie der EU und mögliche Lösungsansätze zur Petflaschen Problematik. Einen davon setzten wir durch die Verwendung von 87 recycelten PET Flaschen als Leuchtkörper der Lichtinstallation gleich praktisch um.

ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN
Mit der Technologie kann der langwierige Prozess von der Idee zu einem Prototypen in einem Schritt verkürzt werden. Gleich nach dem Erstellen am Computer kann ein erster Prototyp “einfach” gefertigt werden. Diese neuen Fertigungstechnologien werden unser Denken und Handeln in Zukunft verändern. Deshalb sollten Kinder und Jugendliche früh diese Technologien spielerisch kennen lernen, die Angst davor ablegen und selbst zu Gestaltenden unserer Welt werden.

 

Ein Projekt gefördert von CULTURE CONNECTED

Culture Connected

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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