Zum Inhalt
Corona­virus und Physik

Drei Fragen an Prof. Matthias Schneider

-
in
  • Top-Meldungen
  • For­schung
Porträtfoto Matthias Schneider © Roland Baege​/​TU Dort­mund
Prof. Matthias Schneider: „Vielen Men­schen fehlt die Intuition dafür, wie rasant exponentielles Wachstum ist.“

Der Leiter des Bereichs Medizinische und Biologische Physik an der TU Dort­mund er­klärt, wie die Physik dabei helfen kann, die Co­ro­na-Pan­de­mie zu ver­ste­hen.

Prof. Schneider, Sie haben in der ZEIT einen vielbeachteten Artikel über die Verbreitung des Corona­virus ge­schrie­ben. Was hat Physik denn mit der Pan­de­mie zu tun?

Die große Stärke phy­si­ka­lischer Konzepte ist ih­re breite Anwendbarkeit. Das liegt daran, dass Phy­si­ke­rin­nen und Physiker sehr akribisch bei deren Aufstellung sind. Auch wenn viele physikalische Konzepte zu­nächst sehr abstrakt klingen, kann man sie sehr gut auf verschiedenste Themengebiete anwenden: Auf Zeitreisen, Atomkerne, biologische Zellen, die Börse oder eben auch auf den Aus­bruch eines Virus. Nichtlineares Verhalten zu ver­ste­hen, exponentielles Wachstum einordnen zu kön­nen oder in Wahr­schein­lich­kei­ten und Verteilungen zu denken, gehört zum täglichen Brot vieler Physiker. All das ist exzellent geeignet, um das Kollektive und Ungewisse eines Virenausbruchs besser zu ver­ste­hen.

Was unterscheidet den Blick der Physik auf die Pan­de­mie von dem Blick der Medizin?

Medizinerinnen und Mediziner fokussieren sich auf einzelne Patientinnen und Patienten. Ein Aus­bruch ist jedoch ein kollektives Phänomen. Das verlangt eine andere Denkweise, die es in der Physik gibt. Ohne Schutz­maß­nah­men kann sich ein neues Virus, gegen das in der Bevölkerung noch keine Immunität existiert, exponentiell ausbreiten. Vielen Men­schen fehlt jedoch die Intuition dafür, wie rasant exponentielles Wachstum ist und wie schnell es außer Kon­trol­le geraten kann. Um eine realistische Vorstellung zu bekommen, brauchen wir Physik und Mathe­matik. Einschätzungen auf Grundlage von Alltagsgewohnheiten sind sinnlos und gefährlich. Oder nehmen wir die Superspreading-Events, bei denen eine mit dem Corona­virus infizierte Person sehr viele andere ansteckt: Die Wahr­schein­lich­keit für so ein Event anzugeben, ist sehr kompliziert. Dafür benötigt es Erfahrung im Umgang mit kollektiven Wahr­schein­lich­kei­ten, wie sie in erster Linie physikalisch oder mathematisch gebildete Wissen­schaft­lerinnen und Wis­sen­schaft­ler haben.

Womit be­fas­sen Sie sich sonst in der For­schung?

Mit den phy­si­ka­lischen Prinzipien des Lebens. Etwas konkreter erforschen wir im Be­reich Medizinphysik, wie Zellen mit­ei­nan­der kommunizieren und wie aus vie­len einzelnen Zellen eigentlich ein multizelluläres System wird, das wir dann Organ nennen. Daraus versuchen wir eine Antwort auf die Fra­ge, was eigentlich Ge­sund­heit ist, zu finden. Dabei folgen wir der Idee, dass physikalische Prinzipien, also die Naturgesetze, keinen Halt vor der Biologie ma­chen. Wir wenden vor allem die Impulserhaltung und die Thermodynamik an, die die Schallausbreitung und nichtlineare Pulse er­klärt, wie man sie aus der Nervenreizleitung kennt. Die Fra­ge ist also: Unterhalten sich Zellen möglicherweise per Schall? Das ist ein recht kontroverses Forschungsthema, aber wir haben tatsächlich sehr gute Gründe anzunehmen, dass dies so sein könnte – was eine kleine Revolution für die Physik biologischer Prozesse wäre.

Zur Person
Prof. Matthias Schneider studierte Physik in Göttingen, promovierte 2003 im Be­reich Biophysik an der TU Mün­chen und ha­bi­li­tier­te sich 2009 an der Uni­ver­si­tät Augsburg. 2008 war er Gastprofessor am Mas­sa­chu­setts In­sti­tute of Technology (MIT), von 2009 bis 2015 Assistant Professor an der Boston Uni­ver­sity. Seit 2015 ist er Professor an der TU Dort­mund und leitet an der Fa­kul­tät Physik den Be­reich Medizinische und Biologische Physik.

Kalender

Zur Veranstaltungsübersicht

Mensapläne

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der TU Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.
Für E-Autos gibt es eine Ladesäule am Cam­pus Nord, Vo­gel­pothsweg.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 15- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der TU Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zu­dem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.