Ig Nobel-Preise: Küken in Formation

Erst lachen, dann nachdenken – auch in diesem Jahr geben die Ig Nobel-Preise amüsante Denkanstöße aus den skurrileren Ecken der Forschung. Die Zeremonie fand coronabedingt zum dritten Mal rein online statt, aber die obligatorischen Elemente wie das Werfen von Papierfliegern oder die Premiere einer Mini-Oper ließen sich auch diesmal wieder problemlos ins Netz übertragen.

Der diesjährige Ig Nobel-Preis für Physik würdigt Forschungen zu einer drängenden Frage, die nun die nötige Aufmerksamkeit erhält: Warum schwimmen Entenküken in Formation? Den Preis teilen sich der US-amerikanische Biologe Frank E. Fish von der West Chester University (PA) und das Team von Zhi-Ming Yuan, Minglu Chen, Laibing Jia, Chunyan Ji und Atilla Incecik, die an der Universität Glasgow und an der Jiangsu University of Science and Technology im chinesischen Zhenjiang forschen.

Ausgangspunkt war die Beobachtung, dass Küken von Enten und Gänsen den Elterntieren in gut organisierten Formationen folgen. Frank E. Fish legte dazu wichtige Grundlagen mit seinem Überblicksartikel im 1994 erschienen Sammelband „Mechanics and Physiology of Animal Swimming“.

Das Team aus Glasgow und Zhenjiang entwickelte ein vereinfachtes mathematisches und numerisches Modell, um den Wellenwiderstand einer Gruppe von Wasservögeln in einer Schwimmformation zu berechnen. So wollte es den Ursachen des Formationsschwimmens auf die Spur kommen und herausfinden, wie viel Energie jedes Küken dabei spart bzw. gewinnt.

Eine erste wichtige Erkenntnis ihrer Forschungen: Durch das Reiten auf den von der Entenmutter erzeugten Wellen kann das nachfolgende Entenküken den Wellenwiderstand erheblich verringern. Wenn ein Entenküken an der optimalen Position hinter seiner Mutter schwimmt, kommt es zu einer destruktiven Welleninterferenz. Der Wellenwiderstand des Entenkükens wird positiv und treibt es vorwärts.

Die zweite Erkenntnis: Auch die anderen Entenküken können den Vorteil des Wellenreitens in einer einreihigen Formation aufrechterhalten. Ab dem dritten Küken geht der Wellenwiderstand der Individuen allmählich gegen Null und ein empfindliches dynamisches Gleichgewicht stellt sich ein. Jedes Küken, das sich in diesem Gleichgewicht befindet, fungiert als Wellenreiter und gibt die Energie der Wellen ohne Energieverlust an das nachfolgende Küken weiter.

Das Prinzip möglichst geschickt in einer Kielwelle zu reiten, um energieeffizient in Schwung zu kommen, findet nicht nur in Ententümpeln Anwendung, sondern bietet in technisch anspruchsvollerer Form als Wakefield-Beschleunigung auch neue Ansätze für Beschleunigeranlagen.

Während die Physik-Ig Nobel-Preisträger:innen aus der Biologie bzw. den Ingenieurswissenschaften kommen, stammen zwei der drei Preisträger im Bereich der Wirtschaftswissenschaften aus der Physik. Die beiden italienischen Physiker Alessandro Pluchino und Andrea Rapisarda von der Universität Catania werden nach dem Ig Nobel-Preis 2010 für Management zum zweiten Mal ausgezeichnet. Mit dem Wirtschaftswissenschaftler Alessio Emanuele Biondo fanden sie heraus, warum meist nicht die talentiertesten Menschen den Erfolg einheimsen, sondern diejenigen mit dem meisten Glück.

Die diesjährigen Ig Nobel-Preise waren übrigens höchstdotiert, allerdings ohne reich zu machen: Die Laureat:innen erhielten alle einen 10-Trillionen-Dollar-Schein aus Zimbabwe. Aber Forschung, speziell solche, die mit dem Ig Nobel-Preis gewürdigt wird, macht auf andere Weise reich. Frank Fish drückte es in seiner  Dankesrede so aus: „Sie betreiben keine Wissenschaft, wenn Sie keinen Spaß daran haben.“

Alexander Pawlak
 

Weitere Informationen

• Gewinner des Ig Nobel-Preises 2022
• Frank E. Fish, Energy Conservation by Formation Swimming: Metabolic Evidence from Ducklings, in: Mechanics and Physiology of Animal Swimming, Cambridge University Press, Cambridge (1994), S. 193
• Zhi-Ming Yuan, Minglu Chen, Laibing Jia, Chunyan Ji und Atilla Incecik, Wave-Riding and Wave-Passing by Ducklings in Formation Swimming, Journal of Fluid Mechanics 928, R2-1 (2021) PDF
• Alessandro Pluchino, Alessio Emanuele Biondo, and Andrea Rapisarda, Talent vs. Luck: The Role of Randomness in Success and Failure, Advances in Complex Systems 21, Nr. 3 und 4, (2018), 1850014 PDF

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