Für Technikfans mit Forscherdrang

Eine junge Frau stellt eine Messanlage ein.
Du hast ein Faible für Physik, doch ein reines Physikstudium scheint dir zu theoretisch? Dann könnte die Technophysik oder technische Physik genau das Richtige für dich sein. Das Studium hat durch seine Kombination aus Physik und den Ingenieurwissenschaften einen hohen Anwendungsbezug.
Foto: Pieth

Technophysik – Hintergrund

Für Technikfans mit Forscherdrang

Zum Wintersemester 2016/17 wurde an der Technischen Universität Kaiserslautern erstmals der Bachelor- und Masterstudiengang Technophysik angeboten. Er ist an der Schnittstelle zwischen Physik und Ingenieurwissenschaften angesiedelt.

Die Studienkombination aus den Fachbereichen Physik und Maschinenbau sowie Verfahrenstechnik mit Namen Technophysik ist bislang deutschlandweit einzigartig. „Hintergrund war, dass die Fachbereiche Physik und Maschinenbau/Verfahrenstechnik der Uni Kaiserslautern einen Studiengang anbieten wollten, der nicht nur die theoretischen Grundlagen vermittelt, sondern auch darauf eingeht, wie man das gewonnene Wissen umsetzen kann“, sagt Dr. Reinhard Krämer, Berater für akademische Berufe bei der Agentur für Arbeit Kaiserslautern-Pirmasens. „Es sollten folglich Studierende angesprochen werden, die an der theoretischen Physik interessiert sind, aber sich zusätzlich fragen: Was kann man damit machen? Wie kann man es umsetzen?“

Schwerpunkt auf der Umsetzung

Dr. Reinhard Krämer an seinem Schreibtisch

Dr. Reinhard Krämer

Foto: privat

Die interdisziplinären Inhalte des Bachelorstudiengangs setzen sich zusammen aus klassischer Physik, Mathematik, technischer Mechanik, Thermodynamik und Werkstoffkunde. Auch Molekül- und Festkörperphysik, experimentelle Quantenphysik sowie Mess- und Regeltechnik spielen hier eine Rolle. Der Masterstudiengang bietet unterschiedliche Vertiefungsmöglichkeiten, zum Beispiel in den Bereichen Biophysik, Photonik oder Messtechnik.

In beiden Studiengängen liegt ein starker Fokus auf der Praxis liegt, betont Berufsberater Reinhard Krämer: „Dafür sorgen eine Projektarbeit, die Bachelorarbeit und mehrere Praktika außerhalb der Universität.“ Das Projekt könnte beispielsweise aus dem Bereich der Lasertechnik kommen: Man probiert bestimmte Anwendungen der Lasertechnik aus, etwa das Laserdrucken von Metall oder Kunststoff, setzt sie praktisch um und präsentiert seine Ergebnisse. Somit verbindet sich die Grundlagenforschung mit der Umsetzung.

Hier sieht Reinhard Krämer einen Vorteil gegenüber den verwandten Studiengängen Physik oder Maschinenbau. „Gerade für die beruflichen Perspektiven ist die Verschmelzung aus beidem vorteilhaft, da man lernt, die eigene Forschung auch direkt umzusetzen“, betont der Berufsberater. Der hohe Praxisanteil im Studium qualifiziert die Absolventen unter anderem für den Bereich der industriellen Forschung, insbesondere für Projekte, die an der Schnittstelle zwischen Industrie und Wissenschaft liegen.

Auch von allgemeineren Studiengängen zur Technophysik

In das Tätigkeitsfeld der Technophysik können auch die klassischen Studiengänge wie Physik und Maschinenbau führen. „Zumindest, wenn man die entsprechenden Schwerpunkte und weiterführenden Masterstudiengänge wählt“, hebt Reinhard Krämer hervor. „Außerdem gibt es verschiedene Studiengänge der Technischen Physik an Fachhochschulen. Je nachdem, wie das Mischverhältnis zwischen Physik und Technik aufgebaut ist, wären diese mit dem Studiengang Technophysik vergleichbar.“

Für das Bachelorstudium der Technophysik in Kaiserslautern gibt es pro Semester 30 Plätze, Zulassungsbeschränkungen existieren bislang keine. „Man sollte aber eine Begabung für Mathematik mitbringen und Interesse an Physik sowie Maschinenbau. Außerdem eine gute Portion Forscherdrang und die Motivation, wissenschaftliche Fragestellungen zu lösen“, zählt der Berufsberater auf.

Weitere Informationen

BERUFENET

Das Netzwerk für Berufe der Bundesagentur für Arbeit mit über 3.000 ausführlichen Berufsbeschreibungen in Wort und Bild. (Suchworte: Physik, Ingenieurwissenschaften)
www.berufenet.arbeitsagentur.de

studienwahl.de

Infoportal der Stiftung für Hochschulzulassung in Kooperation mit der Bundesagentur für Arbeit. Hier kannst du im „finder“ nach Studiengängen in ganz Deutschland suchen. (Suchworte: Technophysik, Technische Physik, Angewandte Physik)
www.studienwahl.de

Technische Universität Kaiserslautern

Website für den in Deutschland einzigartigen Bachelor- und Masterstudiengang Technophysik
www.uni-kl.de/technophysik/startseite/

Universität Duisburg-Essen

Informationen zur Technischen und Angewandten Physik an der Uni Duisburg-Essen
www.uni-due.de/fb8/fbphysik/Abteilungen/Techn_Physik/index.html

Verband deutscher Maschinenbauer (VDMA)

www.vdma.org

Deutsche Physikalische Gesellschaft

www.dpg-physik.de

 

Technophysik

„Nicht so theoretisch wie reine Physik“

Durch Experimente und den Bau von Maschinen lernt Stefan Dix (24) in seinem Bachelorstudiengang „Technophysik“ die physikalischen Grundlagen kennen. Die Kombination von Physik und Ingenieurwissenschaften war seine Motivation für das Studium.

Angefangen hat Stefan Dix mit einem Physikstudium an der Technischen Universität Kaiserslautern. „Als ich hörte, dass es einen neuen Studiengang geben wird, der wesentlich angewandter ist als klassische Physik, war ich sofort interessiert. Zum Ende des Physik-Vordiploms habe ich innerhalb der Uni gewechselt“, erzählt der 24-Jährige – und ist begeistert: „Genau das hatte ich gesucht: Einen Studiengang, der neben fundierter theoretischer Physik auch solide Praxiskenntnisse vermittelt und trotzdem mehr physikalische Grundlagen bietet als ein reines Maschinenbaustudium.“

Hoher Praxisanteil

Sein Bachelorstudium hat sechs Semester und vermittelt theoretisches Basiswissen in Fächern wie Mathematik, Ingenieurwissenschaften und Experimentalphysik. „Hinzu kommen Wahlpflichtfächer, mit denen man den Schwerpunkt entweder auf den Bereich Technik oder Physik setzt“, erklärt er.

Stefan Dix tippt auf einem Laptop.

Stefan Dix

Foto: privat

Der Praxisanteil ist hoch: „Es gibt viele Praktika, schon ab den ersten Semestern. Eines davon ist das dreimonatige Anfängerpraktikum in experimenteller Physik“, sagt Stefan Dix. „Und jetzt im zweiten Semester haben wir in einem Seminar ein Projekt bearbeitet, nämlich den Bau eines Radios oder Mikroskops. In den höheren Semestern werden die Projekte dann anspruchsvoller.“ Zum Ende des Studiums, als letzte Etappe vor der Bachelorarbeit, gibt es die Möglichkeit, in der Industrie oder einer universitären Arbeitsgruppe eine Projektarbeit umzusetzen.

Im Master Richtung Physik oder Maschinenbau?

Im Anschluss an sein Bachelorstudium kann sich Stefan Dix vorstellen, auch den Master in Technophysik zu machen. „Das Masterstudium dient der Vertiefung und Spezialisierung auf Schwerpunkte“, sagt der 24-Jährige. So ist es möglich, den Fokus stärker auf einen der beiden Teilbereiche Physik oder Maschinenbau zu legen. „Wenn jemand später beruflich in der Physik forschen möchte, kann zum Beispiel Nanotechnologie sinnvoll sein“, sagt Stefan Dix. „Wer sich mehr in der Anwendung spezialisieren will, für den sind eher typische Maschinenbauvorlesungen wichtig, zum Beispiel Motorentechnik oder Kontinuumsmechanik.“

Er selbst interessiert sich für beide Bereiche. „Für mich wäre es auch im Masterstudium wichtig, die Theorie als Grundlage für praktische Anwendungen und Innovationen zu vertiefen. Dafür sind Module geeignet, die spezifisch auf bestimmte Industriesegmente ausgerichtet sind, zum Beispiel Energieverfahrenstechnik, bei der chemische und thermische Prozesse zur Energiegewinnung genutzt werden“, erläutert er. Das Masterstudium dauert vier Semester und endet mit der Masterarbeit.

Bezug zum späteren Berufsalltag

Stefan Dix ist sich sicher, dass der Wechsel zum kombinierten Studiengang genau das Richtige für ihn war: „Ich finde vor allem die Wechselwirkung von Theorie und Anwendung gut, die einen hohen Praxisbezug schafft. Vorlesungen und Seminare sind speziell darauf ausgerichtet“, sagt der Student.

„Ich stelle mir vor, dass diese Kombination für die spätere Berufspraxis sehr gut geeignet ist, beispielsweise für den Bau von Maschinen oder die Entwicklung neuer Technologien. Es ist sicher vorteilhaft, das Wissen eines Physikers und die Anwendungsexpertise eines Maschinenbauers in einem eigenen Studiengang zu vereinen“, zieht er sein Fazit. Nach seinem Masterabschluss würde Stefan Dix gerne in der industriellen Forschung arbeiten.

 

Doktorandin im Bereich industrielle Forschung

Energiequellen der Zukunft entdecken

Wie kann die Lebensdauer von Brennstoffzellen erhöht werden, um noch mehr Energie zu gewinnen? Das untersucht Patricia Haremski. Die 26-Jährige benötigt dafür nicht nur naturwissenschaftliche Kenntnisse, sondern auch praxisorientiertes Wissen aus dem Ingenieurwesen.

Patricia Haremski arbeitet auf dem Forschungscampus in Renningen, der von dem Technologieunternehmen Bosch finanziert wird. Dort untersucht sie Hochtemperaturbrennstoffzellen. „Diese verwandeln die chemische Energie eines Brenngases, etwa Wasserstoff oder Erdgas, in elektrische Energie. Das ist eine interessante Energiequelle für die Zukunft, weil sie sehr effizient ist. Außerdem entstehen kaum Emissionen“, erklärt sie.

Nach ihrem Masterabschluss in Physik an der Universität Stuttgart entschied sich die 26-Jährige für die industrielle Forschung bei Bosch. Ihre Doktorarbeit ist in ein öffentlich gefördertes Projekt eingebunden. Eingeschrieben ist die Doktorandin dafür an der Fakultät für Maschinenbau des Karlsruher Instituts für Technologie.

Patricia Haremski steht im Labor an einer Maschine.

Patricia Haremski

Foto: Ulli Hoffmann

Ziel ist es, dezentral und stationär Energie zu erzeugen: „Beispielsweise könnte sich später mithilfe von Brennstoffzellen ein Einfamilienhaus mit Strom versorgen. Jedes Haus könnte sein eigenes kleines und sauberes Kraftwerk besitzen“, sagt sie. Im Moment ist die Nutzung dieser Brennstoffzellen allerdings noch mit zu hohen Kosten verbunden. Um in Zukunft rentabel zu arbeiten, brauchen die Zellen eine längere Lebensdauer – und genau daran forscht Patricia Haremski: „Ich beschäftige mich mit der Alterung der Brennstoffzelle und versuche, Wege zu finden, ihre Haltbarkeit und ihre Leistung über die Zeit zu erhöhen.“

Zwischen Büro und Labor

Der Berufsalltag der Doktorandin gliedert sich in zwei Teile: „Ich bin etwa die Hälfte der Zeit im Büro, die andere Hälfte im Labor“, sagt sie. Im Labor untersucht sie die Mikrostruktur der Brennstoffzelle. „Erst werden die Proben hergestellt und für die Untersuchung präpariert, dann werden sie hohen Temperaturen ausgesetzt und anschließend untersuche ich am Mikroskop, inwieweit sich die Mikrostruktur verändert hat.“

Im Büro werden die Ergebnisse ausgewertet. „Hier geht es darum, zu verstehen, warum die Brennstoffzellen altern. Anhand der erhobenen Daten entwickle ich Modelle, um mithilfe von Simulationen Maßnahmen ableiten zu können, die die Lebensdauer und die Leistung erhöhen sollen“, beschreibt sie.

Vielseitige Berufsperspektiven

Darüber, wie es nach dem Abschluss der Promotion weitergeht, hat Patricia Haremski bereits nachgedacht: „Perspektiven in diesem Bereich gibt es viele. Bosch bietet Möglichkeiten, sich weiterzuentwickeln und einige Jahre nach dem Abschluss eine Führungsposition zu übernehmen oder ein Projekt zu leiten“, sagt die Doktorandin.

„Man kann aber auch – und das interessiert mich am meisten – weiter in der Forschung oder Entwicklung arbeiten und die Laufbahn als Fachexperte einschlagen.“ Das war bereits Patricia Haremskis Motivation für die Promotionsstelle. „Es ist toll, sich drei bis vier Jahre lang intensiv mit einem Thema zu beschäftigen. Erst recht, wenn man ein Faible dafür hat, verstehen zu wollen, welche Mechanismen hinter einem Vorgang stecken – wie Faust einmal gesagt hat: Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält.“


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Stand: 16.09.2019