Gut betreut zum zweiten Platz bei „Jugend forscht“
Leipziger Schüler Alexander Droste erhielt einen 2. Preis im Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ in der Kategorie Mathematik/Informatik
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Preisträger Alexander Droste. Foto: Jugend forscht e. V.
Eine besondere Lernleistung, kurz: BeLL, im Fach Mathematik, die seit Mai 2019 an der Fakultät für Mathematik der Technischen Universität Chemnitz betreut wurde, war Ende Mai 2022 beim 57. Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ erfolgreich: Mit seiner Arbeit zu „Konstruktion und Selbstähnlichkeit von Penrose-Parkettierungen“ gewann der Schüler Alexander Droste vom Ostwald-Gymnasium Leipzig in der Kategorie Mathemaik/Informatik den mit 2.000 Euro dotierten 2. Preis. Er hatte zuvor bereits im Regionalwettbewerb (Nordsachsen) in der entsprechenden Kategorie im März 2022 einen der beiden ersten Preise erkämpft und sich auch beim Landesausscheid in Dresden im April den ersten Preis sichern können.
Zum Hintergrund der preisgekrönten Arbeit: Der spätere Physiknobelpreisträger Roger Penrose entdeckte 1974 das nach ihm benannte Verfahren, das es ermöglicht, eine Fläche lückenlos mit Kacheln zu parkettieren, ohne dabei ein Grundschema zu wiederholen. Die Selbstähnlichkeit der Parkette – also dass sich bestimmte Strukturen im Kleinen wir im Großen finden – führt dazu, dass es dennoch Muster gibt. Jedes Penrose-Parkett lässt sich außerdem als eine Folge von Nullen und Einsen darstellen. Alexander Droste kehrte in seiner Arbeit diesen Ansatz um. Er konnte mathematisch beweisen, dass sich aus jeder Folge, in der keine zwei Einsen direkt aufeinander folgen, ein Penrose-Parkett konstruieren lässt. Außerdem fand er heraus, dass es bei den ungewöhnlichen Kachelmustern genau fünf Arten der Selbstähnlichkeit gibt.
Sein Betreuer an der Fakultät für Mathematik der TU Chemnitz, Dr. Frank Göring, sagt rückblickend: „Insbesondere habe ich Alexander eine Frage nach der Anzahl der Penrose-Rhomb-Tilings mit einer bestimmten zusätzlichen Selbstähnlichkeitseigenschaft zukommen lassen. Im Entstehungsprozess der BeLL habe ich ihm immer mal Tipps gegeben, in welche Richtung zu schauen es sich lohnt, woraufhin er in der Tat die ursprünglich aufgeworfene Frage nach der Anzahl mit 5 beantworten konnte. Außerdem hat er auch noch einige Beweise aus der Literatur genauer gefasst.“
Alexander Droste ist nicht der erste mathematische Preisträger, der von Mitarbeitern der TU Chemnitz und insbesondere von Dr. Göring betreut wurde. Der junge Mann hat inzwischen die schulische Ausbildung beendet und studiert, leider jedoch nicht in Chemnitz.
(Autorin: Anja Otto)
Mario Steinebach
17.06.2022
