Der Herr der Zahlen hat da etwas entdeckt

Günzburg Er ist ein Meister der Zahlen: Bereits in der sechsten Klasse hat Matthias Heinlein aus Günzburg an den ersten Mathematik-Wettbewerben teilgenommen. Jetzt tritt er mit einer selbst definierten Zahlenmenge beim Regionalwettbewerb von Jugend forscht an – und will damit seinen Ruf verteidigen. Denn im vergangenen Jahr belegte der 20-Jährige den dritten Platz beim Bundesfinale.

Dazu gehörte ein sechswöchiger Forschungsaufenthalt in den USA. „Dort sind erste Ideen für meine diesjährige Teilnahme entstanden“, erzählt Heinlein. Er beschäftigte sich mit einer von ihm selbst definierten Zahlenmenge ac+1, die er Pa-Zahlen nennt. Diese haben, so hat Heinlein entdeckt, bestimmte Teilbarkeitsregeln.

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Außerdem half ihm ein Zufall: Der 20-Jährige wollte am Computer ein Bild mit dem Muster von Steinen nachbauen. Damit sich dieses Muster endlos weiterführen lässt und nicht einfach aufhört, hat Heinlein extra ein Programm geschrieben. „Dafür habe ich Primzahlen benutzt, da sie in gewisser Weise zufällig verteilt sind“, erzählt er. Dies sind Zahlen, die nur durch 1 und sich selbst teilbar sind. Ergeben hat sich ein interessantes Gebilde aus verwaschenen grauen Linien und ineinander geschobenen Ringen. „Das liegt an den speziellen Eigenschaften der Primzahlen“, erklärt Heinlein.

Dasselbe machte der Sohn eines Mathematikers mit der von ihm definierten Zahlenmenge. „Erstaunlicherweise haben sich ähnliche Muster wie mit den Primzahlen ergeben.“ Der Student konnte also davon ausgehen, dass seine Zahlen Ähnlichkeiten mit den Primzahlen haben.

Da war sein Forscherinstinkt geweckt: Er testete weitere Vermutungen, die für Primzahlen gelten, an seiner Zahlenmenge: zum einen die Goldbachsche Vermutung, dass sich jede Zahl größer als 2 als Summe von zwei Primzahlen darstellen lässt. Und zum anderen, dass es unendlich viele Paare von Primzahlen gibt, zwischen denen der Abstand 2 ist. Diese für den Laien kompliziert klingenden mathematischen Phänomene gelten aber scheinbar nicht nur für Primzahlen. „Bisher sieht es so aus, als ob diese auch auf meine Zahlen anzuwenden sind“, erzählt Heinlein.

Der Beweis sei ihm aber noch nicht vollständig gelungen. Trotzdem hofft er auf eine gute Platzierung beim diesjährigen Wettbewerb. Und vielleicht lassen sich seine Erkenntnisse weiter verwenden: „Solche Überlegungen könnten zum Beispiel in der Verschlüsselungstechnologie gebraucht werden“, sagt Heinlein.

Außer Zahlen spielen in seinem Leben auch noch andere Dinge eine Rolle: Er spielt in der Jugendband seiner Kirchengemeinde Keyboard und kümmert sich um den Nachwuchs der Günzburger Pfadfinder „Royal Rangers“. Sein Berufsleben wird er aber wohl den Formeln widmen. Nach seinem Abitur mit der Traumnote 1,0 hat Heinlein ein Mathematik-Studium an der Universität Ulm begonnen. Gerade erst hat er sein erstes Semester hinter sich.

Schwarz hat es besonders eilig

Ebenfalls bei Jugend forscht will Sebastian Schieferle aus Burtenbach-Kemnat (Kreis Günzburg) punkten. Zusammen mit Dennis Kleinmaier aus Salgen-Bronnen (Kreis Unterallgäu) tritt er im Fachgebiet Biologie an. Die beiden Schüler des Simpert-Kraemer-Gymnasiums Krumbach haben einen Chromatografen selbst gebaut. Mit ihm lassen sich unterschiedliche Farbstoffe in ihre Bestandteile zerlegen. Wie schnell das geht, haben die beiden mit einer Kamera beobachtet. Die 16-Jährigen haben herausgefunden: Bei Schwarz trennen sich die Stoffe am schnellsten voneinander.

Wie entsteht Musik?

Markus Thoma aus Kammeltal-Behlingen will es im Bereich Technik wissen: Zusammen mit Timo Bonau aus Deisenhausen und Berit Loock aus Babenhausen (Kreis Unterallgäu) tritt er im Bereich Technik bei „Schüler experimentieren“ an, der Vorstufe zu Jugend forscht. Die drei Schüler des Simpert-Kraemer-Gymnasiums Krumbach zeigen an einem Lautsprecher-Modell, wie aus einfachsten Materialien und einem Magneten Musik entsteht.

Die Sieger des Regionalwettbewerbs werden heute und morgen ermittelt.