Neda Meshksar und die Gravitationswellen

Die Doktorandin Neda Meshksar und weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der ETH und Universität Zürich wurden – zusammen mit ihrer Forschung – in der aktuellen Ausstellung von focusTerra in Comicform porträtiert. Neda erzählt uns hier über ihren Werdegang und ihre Forschung.

Neda Meshksar

Bild: Neda Meshksar

Was hast du studiert? An welcher Hochschule?

Ich komme aus dem Iran und habe dort zwei Jahre Physik an der Universität studiert, um die Zulassung für ein Studium in Deutschland zu bekommen. Ich wollte in Deutschland studieren, weil die Grundlagenforschung dort weiter fortgeschritten ist. Ich bekam einen Studienplatz in Hannover und studierte dort Physik im Bachelor und im Master. Mit dem ERASMUS-Austauschprogramm habe ich auch ein Semester in Kopenhagen verbracht.

Warum hast du dieses Fach studiert? War das ein Kindheitstraum?

Als Jugendliche habe ich mir gerne Dokumentarfilme und Wissenschaftsfilme angesehen – mit besonderer Begeisterung, wenn es um das All ging. Mich haben die fundamentalen Fragen zum Ursprung des Lebens und des Universums fasziniert. Die Physik erschien mir das einzige Fach zu sein, das anhand von Fakten, die man aus der Beobachtung der Natur herauslesen kann, Antworten auf solche Fragen zu geben vermochte.

Später habe ich zwar festgestellt, dass man solche fundamentalen Fragen kaum beantworten kann, es sei denn einen kleinen Teil davon, wenn man sehr lange und mit sehr viel Geduld darüber forscht. Aber spannend sind das Studium und das Fach trotzdem, denn man lernt viel über die Entstehung des Universums und über die physikalischen Gesetze, die unsere Welt bestimmen.

Auf welchem Gebiet hast du dich spezialisiert?

Den Bachelor habe ich in Computational Physics gemacht und im Master habe ich mich auf numerische Simulationen in der Optik spezialisiert. Als obligatorisches Nebenfach habe ich Informatik gewählt, um mit den Grundlagen der Programmierung vertraut zu werden. Das war für mich sinnvoll, da ich im Studium Fächer im Bereich Modellierung und Simulation von physikalischen Phänomenen gewählt habe.

In meinem Doktorat befasse ich mich hauptsächlich mit Datenanalysen. Das ist etwas anderes als Simulation, aber man muss auch dafür am Computer arbeiten und programmieren können.

Auf welchem Gebiet forscht du zurzeit, an welcher Hochschule?

Ich bin Doktorandin am ETH Institut für Geophysik. In unserer Arbeitsgruppe arbeiten wir an einem Projekt, das Teil einer Weltraummission der ESA (European Space Agency) ist. An der Mission sind mehrere Universitäten und Forschungsgruppen aus verschiedenen Ländern beteiligt.

Die Mission heisst LISA (Laser Interferometer Space Antenna) und ist für 2034 geplant. Das Ziel ist Gravitationswellen von möglichst vielen Quellen im All zu detektieren und damit Informationen über das Universum zu bekommen. Dafür wird ein gigantischer Gravitationswellendetektor, der aus drei Satelliten besteht, in Umlauf um die Sonne gebracht.

Die dafür benötigte Technologie ist sehr kompliziert und war bis vor zwei Jahren noch nicht entwickelt. Deshalb wurde die Testmission LISA Pathfinder lanciert, um die verschiedenen Komponenten und Geräte des Systems zu testen. Diese Mission ist nun beendet. Zusammen mit den anderen Kollegen bin ich für die Analyse der gesammelten Daten zuständig. Anhand dieser Daten wird LISA weiterentwickelt.

Warum misst man überhaupt Gravitationswellen?

Ein grosser Anteil vom Universum ist unerforscht und ein Grund dafür ist, dass er nicht mit Licht interagiert. Da unsere Teleskope nur elektromagnetische Wellen detektieren können, also Licht, fehlen uns Informationen zu diesem Teil des Universums. Mit Gravitation interagiert aber fast alles im All. Wenn man Gravitationswellen detektiert, und zwar aus verschiedenen Richtungen, bekommt man Informationen über noch unbekannte Bereiche des Alls. So können wir zum Beispiel detektieren, wie sich zwei schwarze Löcher vereinigen und mehr über schwarze Löcher erfahren. Vielleicht schaffen wir es sogar den Urknall zu hören, der vor 14 Milliarden Jahre stattgefunden hat!

Ausserdem sind viele Details der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein, welche die Gravitation beschreibt, experimentell noch nicht bewiesen. Auch hierzu kann LISA einen Beitrag leisten.

Warum muss man Gravitationswellen im All detektieren? Im September 2015 haben die LIGO-Observatorien auf der Erde doch welche gemessen?

Für unsere genauen Messungen und damit wir möglichst viele Quellen erreichen können, brauchen wir ein möglichst ruhiges "Labor". Tektonische Bewegungen, seismisches Rauschen und auch die Gravitation der Erde beeinflussen jedoch und stören die Messungen. Deshalb müssen wir ins Weltall ausweichen. Ausserdem haben wir dort viel mehr Platz. Die drei Satelliten von LISA werden 2.5 Millionen Kilometer Abstand voneinander haben, was viel genauere Messungen erlauben wird. Die Tunnel von LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), dem Gravitationsmesssystem auf der Erde, sind bloss 4 km lang.

Auf der Doppelseite aus dem Comicheft von focusTerra erfährst du mehr über das aktuelle Forschungsgebiet von Neda Meshksar. Das komplette Heft kannst du in der Ausstellung kaufen.

Quelle: Expedition Sonnensystem – Mit der ETH auf Forschungsreise durchs All; Ulrike Kastrup, Kerstin Fankhauser, Gillian Grün, Jessica Kind, Bettina Gutbrodt, Andrea Dähler; focusTerra; Illustrationen Astrid Nippoldt/Studio Nippoldt, ETH Zürich, 2018

Was gefällt dir besonders an deiner Forschung?

Ich empfinde es als sehr befriedigend, wenn sich eine Theorie mithilfe experimenteller Methoden und der Datenanalyse bestätigen lässt. Besonders toll ist es, wenn man aus den experimentell gewonnenen Daten etwas herauslesen kann, was man gar nicht vermutet hatte.

Wie ist der Berufsalltag als Forscherin auf diesem Gebiet?

Wie bereits erwähnt, ist meine Forschung in einem grossen Rahmen eingebettet. Die Zusammenarbeit mit vielen Forschungsgruppen aus verschiedenen Ländern erfordert eine sehr gute Kommunikation zwischen allen Beteiligten. Es gibt also regelmässig Telefonkonferenzen und Online Meetings und alle paar Monate Zusammenkünfte in einer europäischen Stadt. Es ist sehr wichtig, dass sich die Forscher gegenseitig über ihre Ergebnisse informieren, Fragen stellen und Inputs geben.

Wie siehst du die Fortsetzung deiner Karriere? Wirst du in der Schweiz bleiben?

Ein Doktorat dauert an der ETH 3 bis 4 Jahre. Ich bin seit 2 Jahren dabei, habe also noch etwas Zeit zu entscheiden, ob ich in der Forschung bleibe oder in die Industrie wechsle. Der Nachteil an der Forschung ist, dass man sehr flexibel und bereit sein muss häufig die Stelle und sogar das Land zu wechseln. An den Universitäten gibt es meist nur befristete Stellen (3-6 Jahre), damit die Forscher und mit ihnen das Knowhow und die Informationen weiterziehen und weitergegeben werden. Mit meiner Spezialisierung in Datenanalyse, Programmieren und Simulationen könnte ich aus der Forschung aussteigen und beispielsweise bei einer Bank, einer Versicherung oder einer Firma mit Forschungsabteilung eine Stelle bekommen.

Ich würde gerne meine Karriere in der Schweiz fortsetzen, wenn sich die Möglichkeit ergeben würde. Das könnte aber etwas schwierig werden, da die Stellen zuerst an Schweizer und dann an EU-Bürger vergeben werden.

Was würdest du einem jungen Mädchen raten, das sich wünscht, denselben Weg einzuschlagen?

Sowohl Mädchen als auch Jungen sollten sich genau informieren und sich überlegen, was sie später im Beruf machen wollen. Auf jeden Fall lohnt es sich von den Angeboten Gebrauch zu machen, die Universitäten und Forschungseinrichtungen anbieten, seien es Tage der offenen Tür, Schnupperpraktika oder Workshops. Dort kommt man in direkten Kontakt mit den verschiedenen Fachrichtungen und Forschungsgebieten, bekommt einen guten Einblick in den Forscheralltag und kann besser einschätzen, ob der Beruf für einen geeignet ist. Solche Angebote gibt es auch für ganze Schulklassen.

Sollte man sich für Physik entscheiden, ist eine Karriere ausserhalb der akademischen Forschung durchaus möglich. Zumindest in Hannover war das Physikstudium sehr breit und es wurde den Studenten überlassen, in welche Richtung sie sich entwickeln möchten. Es ist sinnvoll sich in einem bestimmten Gebiet zu spezialisieren und noch dazu – je nach Spezialisierung – gute Kenntnisse in Statistik, Programmierung (Informatik) oder Elektrotechnik zu sammeln. Sollte man sich später entscheiden die Forschung zu verlassen, kann man sich so auf dem praxisbezogenen Arbeitsmarkt besser orientieren. Als Physiker mit Erfahrung in der Grundlagenforschung, ausgeprägtem analytischem Denken, und relevantem fachlichem Wissen wäre man ein sehr guter Kandidat im Bereich der Forschung und Entwicklung bei vielen Firmen.

Ganz wichtig erscheint mir auch während des Studiums eine Zeitlang im Ausland zu verbringen, weil man so sehr viel über andere Kulturen lernt und neue Seiten seines Fachgebiets kennenlernt.

Quelle: Interview mit Neda Meshksar durch die Redaktion SimplyScience.ch

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