6. März 2026
Wenn Lea Schlickmann gefragt wird, wo sie schon überall gearbeitet hat, dann sticht eine Antwort ganz besonders heraus: am Neutrino-Observatorium IceCube am Südpol. Die Mainzer Physik-Doktorandin hat vor wenigen Wochen das aktuelle IceCube-Upgrade in der antarktischen Eiswüste mit vorbereitet und unter anderem neue Module getestet, die mittlerweile ins kilometerdicke Eis nahe der Amundsen-Scott-Südpolstation eingelassen wurden.
"Letztlich wollen wir Licht messen, auch wenn das Experiment im Ganzen natürlich um einiges komplexer ist", berichtet Lea Schlickmann mit einem Augenzwinkern, wenn sie erklärt, was die internationale IceCube Collaboration am Südpol erforscht. Es geht den Forschenden um winzige Lichtblitze tief im antarktischen Eis – und um kosmische Teilchen, die nur sehr selten mit Materie wechselwirken. Um dies beobachten zu können, wurde zwischen 2004 und 2010 ein dreidimensionales Gitter aus mehr als 5.000 extrem empfindlichen Lichtsensoren in Form eines riesigen Würfels mit einem Volumen von einem Kubikkilometer ins transparente Eis des Südpols eingebracht – der IceCube. Seither spürt das IceCube Neutrino Observatory Neutrinos aus den Tiefen des Alls auf, um hochenergetische astrophysikalische Ereignisse zu untersuchen.
Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Sebastian Böser vom Institut für Physik und vom Exzellenzcluster PRISMA++ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist Teil der IceCube Collaboration. Bereits seit 1999 sind Mainzer Forschende in diesem internationalen Konsortium vertreten. "In Mainz forschen wir vor allem an Neutrinos am unteren Ende des durch IceCube nachweisbaren Energiespektrums, wie sie zum Beispiel in der Atmosphäre oder auch in Supernova-Explosionen entstehen. Diese sind schwer nachzuweisen, können uns aber auch neue Erkenntnisse über die Eigenschaften der Neutrinos selbst liefern", erklärt Prof. Dr. Sebastian Böser.
In genau dieser Mainzer Arbeitsgruppe zu Experimenteller Teilchen- und Astroteilchenphysik hat Lea Schlickmann Sensoren gebaut und getestet, die beim aktuellen IceCube-Upgrade tatsächlich ins Eis gelassen wurden. "Die Entwicklung des Moduls haben schon andere Doktorandinnen und Doktoranden vor mir vorangetrieben – darauf konnte ich aufbauen“, berichtet Schlickmann. „Für meine Doktorarbeit habe ich dann einen spezifischen Modultyp konzipiert und im Team mit tollen Kolleginnen und Kollegen umgesetzt. Genau davon sind jetzt neun Module tatsächlich am Südpol im Einsatz. Das ist unglaublich spannend", so Schlickmann.
Physik übers Schullehrbuch hinaus
Dass Schlickmann heute Neutrinos jagt, war keineswegs vorgezeichnet. Im Gegenteil: "Schulphysik ist oft Newtonsche Mechanik. Das war für mich eher langweilig." Spannend wurde es für sie dort, wo Physik nicht mehr nach Lehrbuch klingt: in Projekten für Schülerinnen und Schüler, bei Masterclasses und in der Teilchenphysik-Akademie in Mainz. In der Schule war das anders: "Topaktuelle Forschung ist nicht wirklich Teil des Schullehrplans. Aber ich habe Bücher von Stephen Hawking gelesen und die Teilchenphysik-Akademie an der JGU besucht und das hat mein Interesse an dieser Art von Physik bestärkt."
Diese frühen Einblicke in universitäre Forschung haben letztlich auch Schlickmanns Studienwahl geprägt: Mainz stand ganz weit oben auf der Wunschliste. "Ich habe gesehen, dass Studierende hier schon recht früh mit in aktuelle Forschung einsteigen können. Das hat mich überzeugt." Ihren Master absolvierte sie dann an der RWTH Aachen, bevor sie dann als Doktorandin wieder nach Mainz zurückkam, um hier in einem Projekt mitzuarbeiten, das sie vor einigen Monaten bis ans Ende der Welt katapultierte.
Warum ausgerechnet der Südpol?
Neutrinos sind Elementarteilchen ohne elektrische Ladung. Sie sind geradezu berüchtigt dafür, dass sie meist unbemerkt durch alles hindurchfliegen. "Es gibt extrem viele davon, aber sie interagieren nur selten", erklärt Schlickmann. Messen kann man sie daher nur indirekt: Wenn doch einmal ein Neutrino mit Materie wechselwirkt, entstehen geladene Teilchen, die sich im Eis schneller als Licht fortbewegen und dabei Cherenkov-Licht erzeugen – ein bläuliches Leuchten, das auch im TRIGA-Forschungsreaktor auf dem Gutenberg-Campus beobachtet werden kann. "Das ist genau das Licht, das wir messen wollen", erklärt sie.
Der Südpol ist für diese Lichtmessung nicht nur spektakulär, sondern enorm praktisch: Das Eis dort ist außergewöhnlich klar, weil es über Jahrtausende so stark komprimiert wurde, dass kaum Luftblasen eingeschlossen sind. Und es gibt Platz – sehr viel Platz. Schlickmann hat dafür ein anschauliches Bild: "Wenn man die Fläche von IceCube über den Stadtplan von Mainz legen würde, dann würde IceCube die gesamte Mainzer Innenstadt – vom Hauptbahnhof bis zum Rhein – einnehmen."
WOMs made in Mainz
Lea Schlickmanns Spezialgebiet sind WOMs, also wellenlängenschiebende optische Module. Der Kern der Idee: Viele herkömmliche Lichtsensoren sind im ultravioletten Bereich kaum empfindlich. Entsprechend gehen wertvolle Informationen verloren. WOMs setzen genau hier an – mit einer Beschichtung, die UV-Licht in längere Wellenlängen umsetzt. "Wir nutzen eine spezielle Farbe. Wenn ein UV-Lichtteilchen diese Farbe trifft, wird es darin absorbiert und mit einer sichtbaren Wellenlänge wieder ausgesendet und kann dann ganz normal von den Fotosensoren gemessen werden."
Was in Mainz im Labor entwickelt wurde, muss jetzt am Südpol extremen Bedingungen standhalten: Kälte, Tiefe – und enormem Druck. Das Eis friert nach dem Einbau wieder zu und in einer Tiefe von bis zu 2.5000 Metern sind die WOMs hohen Belastungen ausgesetzt. "Bis zu 700 Bar wurden simuliert", berichtet Schlickmann. Zum Vergleich: Ein Autoreifen hat etwa 2 bis 3 bar, eine leistungsstarker Hochdruckreiniger arbeitet bei 100 bis 200 bar. Schlickmanns Aufgabe war in den letzten Jahren "das reine Bauen und Testen" und zu zeigen, dass die Module den Bedingungen am Südpol gewachsen sind.
Fünf Wochen am Südpol
Wenn wir vom Südpol hören, denken die meisten von uns wahrscheinlich direkt an klirrende Kälte bei hohen Minusgraden. Schlickmann aber benennt eine ganz andere Herausforderung: die Höhe. Die Station liegt auf über 2.700 Metern und durch die Kälte entspricht der Luftdruck sogar eher 3.300 Metern. "Die Luft ist sehr dünn und das macht es superschwierig", berichtet die Mainzer Physik-Doktorandin, die ihre eigenen Werte mit einem Pulsoximeter gemessen und überwacht hat: "Der Sauerstoffgehalt lag bei mir zum Ende meines Aufenthalts um die 80 Prozent." Körperliche Arbeit, Treppensteigen? Sehr anstrengend!
"Die Kälte fand ich gar nicht so schlimm", sagt sie – auch weil die Luft am Südpol trocken ist. Trotz allem musste in der vorbereitenden Phase natürlich viel draußen gearbeitet werden: Schnee schaufeln, Kabel verlegen, Container ausbauen, Module transportieren und im Testzelt prüfen, Paletten schnüren – ganz viel praktische Logistik, bevor überhaupt ein Sensor ins Eis gelassen werden kann. Entsprechend war der Tagesablauf auf der Station klar strukturiert: "Um 7:30 Uhr sind wir mit unserem Gruppenmeeting gestartet, dann ging es bis zum Mittag raus. Dann Mittagessen und kurze Pause und anschließend wieder raus bis in den späten Nachmittag. Diejenigen, die direkt an der Installation arbeiteten, liefen im 24-Stunden-Betrieb, in 12-Stunden-Schichten."
Teamwork am Ende der Welt
IceCube ist ein internationales Großprojekt. "Die IceCube-Kollaboration umfasst insgesamt etwa 450 Leute", so Schlickmann. In der vergangenen Saison waren knapp über 60 am Südpol vor Ort. "Beim ersten Meeting wurde ein ganz klares Ziel ausgegeben: Das Upgrade ist Priorität Nummer 1", erinnert sie sich. Auch die Küche unterstütze die Teams, versorge ebenso die Nachtschichten. Schlickmanns Eindruck: "Da war einfach ein riesiger Zusammenhalt in der ganzen Gruppe."
Und wie steht es um den Kontakt nach Hause, zu Familien und Freunden? Möglich – aber nicht selbstverständlich. Internet gibt es in bestimmten Zeitfenstern: "Man hat jetzt nicht 24/7 Internet, sondern so 8 bis 10 Stunden." Für Nachrichten und Fotos reichte es, Streaming eher nicht.
Wenn gerade keine Module getestet oder von A nach B geschleppt werden, dann ist das Leben auf der IceCube-Forschungsstation erstaunlich normal: Kartenspiele, Filmabende, Vorträge, Sport, Musik und Kunst. Und es gibt sogar eine Sauna am Südpol. "Möglichkeiten gibt es sehr, sehr viele", sagt Schlickmann. Die vielleicht schönste ist aber wohl, zum Pol zu laufen und unbeschreibliche Fotos zu machen. "Auch wenn man sich irgendwann dachte: Jetzt laufe ich schon zum vierten Mal dahin, um das gleiche Bild zu schießen. Andererseits: Es ist der Südpol! Wie oft kann ich das noch machen?"
Zwei Wochen Vorlaufzeit
Dass Schlickmann überhaupt in der letzten Saison zum IceCube mitfliegen konnte, hatte sich sehr kurzfristig ergeben. "Ich habe erst zwei Wochen vor Abflug erfahren, dass ich als Nachrückerin mitreisen darf", erzählt sie. Ein paar Vorbereitungen liefen bereits parallel, wie verschiedene medizinische Checks, weil die Klinik vor Ort nur begrenzte Möglichkeiten hat. Trotzdem: Einiges war improvisiert. "Den Rest habe ich dann spontan beim Zwischenhalt in den USA erledigt", sagt sie. Trainings etwa zum Verhalten in der Antarktis oder zur Mülltrennung gab es dann in Neuseeland direkt vor dem Abflug an den Südpol oder eben vor Ort.
"Believe in yourself"
Der Satz "Believe in yourself" – "Glaub an Dich" ist für Schlickmann kein Kalenderspruch. "Das war wirklich so ein Reminder für mich selbst", sagt sie. Denn Zweifel gehören dazu – ebenso wie das Klischee, Physik sei nur etwas für Genies. Dagegen setzt sie ein klares Bild: "Man hört halt auch ganz häufig, dass Physik so schwierig sei und dass das ja nur Genies machen könnten." Ihre Botschaft: "Da braucht man kein Sheldon Cooper sein, kein Albert Einstein. Wir sind ganz normale Menschen."
Gerade für junge Menschen, die vielleicht selbst vor der Frage stehen, ob sie "gut genug" sind, um in der Wissenschaft bestehen zu können, ist das ein Satz mit Wirkung – und ein Blick in eine Forschung, die zeigt, was aus Neugier, Teamarbeit und Durchhaltevermögen entstehen kann.
Text: Max Lindemann / Kathrin Voigt