Nepomucenum
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MINT: Mats Volmer bei der CAMMP week in Aachen

Hier der Bericht von Mats:

Ich habe vom 6. bis zum 11. September an der MINT-EC-Akademie Aachen: CAMMP week (Computational and Mathematical Modeling Program) teilgenommen. Die Veranstaltung wurde vom MINT-EC-Verein in Kooperation mit der RWTH Aachen für knapp 20 Schülerinnen und Schüler aus ganz Deutschland organisiert. Auf der CAMMP week wurde den Schülergruppen jeweils ein komplexes, reales Problem gestellt, mit dem es in der Vergangenheit schon einmal die Mathematiker der RWTH Aachen zu tun hatten. Jede Gruppe hatte fünf Tage Zeit, um sich einer Lösung zu nähern.

Wir wurden am ersten Abend in eine der folgenden Gruppen eingeteilt: „Bestimmung des komplexen Brechungsindizes mittels MIE-Inversion“, „Rückschlüsse auf die Faserarchitektur mit Hilfe der Filament- und Fasereigenschaften“, „Fluoreszenzbestimmung in Organen“ und „Bestimmung der Materialzusammensetzung durch Prompt-Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse“. Ich wurde der Gruppe „Fluoreszenzbestimmung in Organen“ zugeteilt, und so wie dies dem Leser nicht unbedingt etwas sagen wird, war auch uns dieses Problemfeld gänzlich neu, so dass wir erst am dritten Tag wirklich verstanden, worum es dabei geht.

Dazu ein kurzer Abriss: Die Wirkung medizinischer Substanzen auf den Körper wird mithilfe der Fluoreszenztomographie festgestellt. Hierbei wird einer Maus in vivo (d.h. im lebendigen Zustand) die zu testende Flüssigkeit mit angehängtem fluoreszierendem Marker intravenös gespritzt. Im Tomographen werden nun Bilder erstellt, die die Substanz und ihre Verteilung im Körper durch die Fluoreszenz sichtbar machen. Allerdings weiß man nicht, ob diese Methode hinreichend genaue Bilder liefert. Um die Genauigkeit näher zu untersuchen, werden daher der Maus die Organe entnommen und solange zerkleinert, bis idealerweise eine homogene Masse entsteht. Diese Masse wird daraufhin homogen bestrahlt, und es werden gleichzeitig zwei Bilder gemacht: eines mit einem Filter, der nur das durch Fluoreszenz abgestrahlte Licht durchlässt (dieses besitzt eine höhere Wellenlänge) und eines mit einem Filter, der genau das Gegenteil macht.

Diese Bilder und einige weitere sehr dürftige Daten bekamen wir nun. Damit sollten wir bestimmen, ob die in vivo-Methode exakte Daten liefert. Wir haben daraufhin nach einigen gescheiterten Lösungsansätzen eine Simulation programmiert, welche Bilder produziert, die ähnlich wie die uns gegebenen aussahen. Danach passten wir die simulierten Bilder weiter an, bis sie wie eine 1:1-Kopie der Vorgabe aussahen. Daraus kann man dann den sogenannten „Fluoreszenzkoeffizienten“ ermitteln. Dieser musste bei jedem Bild möglichst gleich sein, um zu zeigen, dass die in vivo-Methode tatsächlich ein brauchbares Ergebnis liefert.

An diesem Problem arbeiteten wir die Nacht von Donnerstag auf Freitag durch, und es gelang uns schließlich, die Lösung mitsamt Bericht und Präsentation fertigzustellen. Dies war wesentlich interessanter, als es scheinen mag, denn man hat unter realen Umständen (Komplexität, Zeitdruck, Aneignung zweier neuer Programmiersprachen, unbekannte „Kollegen“) ein reales Problem zumindest zu einem großen Teil gelöst.

Das Begleitprogramm auf der CAMMP week sowie das Essen waren ebenfalls sehr gut. Alle CAMMP-Teilnehmer waren sehr nette Gleichaltrige und eben nicht die Klischee-Nerds, die man auf einer solchen Veranstaltung erwartet hätte. Außerdem war das CAMMP hervorragend organisiert, wobei uns trotz des straff geregelten Tagesablaufs auch sehr viele Freiheiten gewährt wurden. Zum Beispiel besuchten wir außerhalb der Arbeitszeiten die „Powerwall“, eine Leinwand, die von einem ca. 200.000 € teuren Computersystem befeuert wird und zu Demonstrations- und Werbezwecken eingesetzt wird. Weiterhin wanderten wir zum Dreiländereck, an welchem Deutschland, Belgien und die Niederlande aneinandergrenzen. Der anschließende Grillabend war ebenfalls eine angenehme Auszeit von der Arbeit. Außerdem hörten wir uns während des Aufenthalts noch interessante Vorträge zur generellen Herangehensweise an mathematische Probleme oder zur Studienorientierung an.

Ich empfehle die CAMMP week allen Mitschülern, die sich besonders für Naturwissenschaften und Mathematik interessieren und das Lösen von Problemen mögen. Neben all den genannten Gründen lernt man ja außerdem auch eine nette Uni-Stadt kennen, die für ein späteres Studium evtl. interessant sein könnte. Guckt doch einfach mal im Internet unter „MINT-EC, Veranstaltungen“: dort findet Ihr alle aktuellen MINT-EC-Camps. Seid bei der Anmeldung auf jeden Fall sehr schnell, weil die Plätz immer sehr schnell vergriffen sind. Jedes Camp ist auf jeden Fall eine große Bereichung!

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