Let's write a paper

In der Beschreibung des Blogs verkünde ich ja großkotzig, dass ich etwas zum Thema »Verstehen« schreiben will. Bisher sind da nur zwei Artikel entstanden, und diese sind auch schon recht alt – also aus der Anfangszeit dieses Blogs. Das will ich nun ändern! Ich will euch mitnehmen auf die Reise durch die Anfertigung einer wissenschaftlichen Veröffentlichung.

Das Projekt „Let’s write a paper“

Für Menschen ist es oft einfacher zu erklären, was man nicht will, darum fange ich damit an. Diese Textreihe wird kein HowTo wie man ein Paper schreibt, keine Tippsammlung zum Thema Schreiben und auch keine hochwissenschaftliche Abhandlung zum Thema des Papers. Es soll den Prozess des »Verstehens« der Materie zeigen, die Probleme bei der Umsetzung – egal ob Programmieren oder Recherche – darlegen und vor allem beweisen, dass Wissenschaft eine ganz normale Tätigkeit ist, die nicht im Elfenbeinturm entsteht, sondern oft einfach nur viel Konzentration, Arbeit, Hartnäckigkeit und ein gutes Sitzfleisch erfordert.

Um dieses Vorhaben in irgendeiner Art und Weise allgemeinverständlich rüberzubringen, muss ich euch zwangsläufig auch einige Themen erklären. Ohne dem kann euch gar nicht klar werden, warum ich an manchen Stellen so viel Zeit für nur minimalste Änderungen investiere, warum ich verzweifelt tagelange Literaturrecherchen zu Themen machen muss, die eigentlich nichts mit dem Thema zu tun haben und warum man manchmal einfach nochmal von vorne anfängt um den Überblick zu behalten.

Die größte Herausforderung für mich wird sein, euch die Physik hinter dem Thema zu erklären. Dazu werde ich mir wohl allerlei hanebüchene bildhaften Vergleichen ausdenken müssen. (Fast) jeder kennt das Bettlaken mit zwei Kugel drauf, dass die Gravitation »veranschaulichen« soll. Ich fand diesen Vergleich eher sch… – schlecht –, aber wenn es hilft. So in etwa in diesem Niveau wird diese Serie wohl geschrieben werden.

Wissenslücke

Ja, ihr habt eine Wissenslücke, die ich nicht habe. Bisher kennt ihr nämlich nicht den Arbeitstitel des Papers, welches wir zusammen schreiben ;) Es soll heißen: „Understanding the secondary temporal feature in phase-selective laser induced breakdown spectroscopy“. Alles klar soweit?

Nehmen wir den Titel mal auseinander, und zwar von hinten nach vorn!

• Laser-induced Breakdown Spectroscopy oder kürzer LIBS
• Phase-selective oder kürzer PS. Bitte nicht ps, das bedeutet Picosekunde
• temporal feature
• secondary
• Understanding

Allein der Titel ist auch schon für unsere Doktoranden eine Herausforderung. Das ist auch ein Grund, warum das nur der Arbeitstitel ist. Da muss was Einprägsameres her. Obwohl der Titel wirklich alles sagt, was das Paper am Ende erzählen wird.

Egal, zurück zur »Verständlichkeit«. Mir ist vollkommen klar, dass allein der Titel schon die meisten Leser zur Aufgabe zwingen könnte. Darum wird es in dieser Themenreihe auch immer man wieder nicht anekdotische, sondern themenspezifische Texte geben, in denen ich mich nicht um den Entstehungsprozess des Papers, sondern einfach nur um ein spezifisches Thema kümmere. Möglichst einfach und möglichst bildlich.

Um die einzelnen Themen einzuführen, werde ich erst beschreiben, wofür diese Themen wichtig sind und dann, wie das genaue Prinzip ist, wenn nötig.

Was ist denn nun dieses LIBS?

LIBS wird hauptsächlich bei der Untersuchung und Identifikation von Materialien verwendet. Es gibt zum Beispiel Handgeräte mit denen man die genaue Zusammensetzung von Metallen bestimmen kann. Sehr häufig wird LIBS auch zur Untersuchung von Erd- und Gesteinsproben verwendet. Dadurch kann man dann beispielsweise feststellen, wo welche Erdprobe herkommt. Als nerdige Ergänzung: Ein LIBS Messgerät ist auch auf dem Marsrover Curiosity.

Ganz einfach kann man sagen, LIBS erstellt einen »Fingerabdruck« von Materialien. Wie es das macht? Dazu wird es einen eigenen Beitrag geben 😉

Warum will ich ein wissenschaftliches Paper schreiben

Ich war nie ein großartiger Schreiber. Ich mochte gerne im Labor rumprutschen, zu Messen und zu Programmieren. Ich habe es geliebt gesamte Anlagen aufzubauen. Von Anfang bis zum Ende. Komponenten bestellen, die elektronische Versorgung planen, die gesamte Messtechnik zusammenbauen und die ganzen Kleinteile auf Drehbank und Fräse selbst herzustellen. Das schreiben war lange kein Fokus von mir.

Jedoch ändern sich die Zeiten. Es ist immer weniger Zeit für die Labor- und Messzeit da. Die Messungen und Auswertungen werden immer komplexer. Und dann kommt plötzlich der Tag, an dem man anfängt das erste Paper zu schreiben. Man steht da wie ein Kleinkind in der Altherrenrunde, weil man überhaupt keine Ahnung hat, was das bedeutet.

Als kurzer Einwurf: so sah mein Versuchsaufbau im Jahr 2016 aus und er hat sich nicht großartig verändert. Ich werde zu dem Aufbau einen eigenen Artikel schreiben. So ist das für euch nur ein Haufen an Alu, Stahl, Plastik und Kabeln.

Schreiben, das notwendige Übel?

Nach mehreren Veröffentlichungen sieht die Lage schon anders aus. Denn das zusammenschreiben bringt einem erst in die Situation seine Idee in eine stringente und verständliche Form zu bringen. Oft fällt mir das Problem der Idee erst beim Schreiben auf. Ich denke also, dass das Schreiben und das Veröffentlichen von Arbeiten nicht das Sahnehäubchen der Forschung sind, sondern die eigentliche Forschung.

Mittlerweile fange ich das stichpunktartige Schreiben quasi direkt mit der »Forschung« an. Ich strukturiere mir damit meine Vorgehensweise des Abarbeitens von relevanten Fragestellungen. Das liegt auch daran, dass ich die Daten nicht mehr selbst erzeuge, sondern von anderen versorgt werde und auch in einem schönen Orchideengebiet arbeite, auf dem vielleicht noch 20 bis 30 andere Menschen weltweit herumstöbern.

Ein weiterer Grund für das direkte Schreiben ist, dass mein Arbeitsgebiet sehr sehr Themenübergreifend ist.

1. Ich mache was mit Lasermesstechniken; OK das machen noch viele
2. Und das an Nanomaterialien; nun wird es dünner
3. Versuche hierbei nicht die für viele wichtigen Eigenschaften, wie Größe und Menge, zu bestimmen, sondern physikalische Eigenschaften, wie Verdampfung und optische Eigenschaften; damit wird die weltweite Anzahl der Forschenden schlagartig gezehntelt
4. Und das auch noch zur Modellentwicklung, um die Messtechnik um neue Möglichkeiten zu erweitern; dann landet man bei 20 bis 30 Forschenden weltweit, wenn überhaupt. Bei den Workshops zu dem übergreifenden Thema (Laserdiagnostik an Nanomaterialien) kommen so ca. 50 bis 60 Personen aus aller Welt.

Es ist alles sehr dünn und es gibt keine durchgängig anerkannten validierten Theorien zu einigen Themen. Aber mehr dazu im Verlauf dieser Textserie.

Die Story gibt den Takt vor

Für mich ist es also essenziell die wissenschaftliche Story durchgängig auf ihre Stringenz zu prüfen. Darum ist das Skelett der Veröffentlichung immer notwendig. Für mich! Es wird viele andere Forschenden geben, die dieses Problem nicht haben.

Darum jetzt der Hinweis: Ihr lest euch einen Text von einem Wissenschaftler durch, der quasi durchgängig im Dunklen stochert und nur ganz langsam durch das Labyrinth des Wissen-Schaffens stolpert. Es gibt viele, bei denen das viel einfacher und schneller läuft, aber die schreiben wahrscheinlich keine Blogs darüber.

Warum ist mir genau diese Frage wichtig?

Die Antwort ist sehr einfach und sehr schwierig zugleich!

Einfach, da ich seit nunmehr 10 Jahren im Bereich Laser-Partikel-Messtechnik arbeite und einfach Spaß daran habe. Und mit steigender Kompetenz steigt auch das Interesse »Neues« zu erkunden.

Schwierig, da genau diese wissenschaftliche Frage in einer Nische ist, die wirklich schwer zu finden ist.

Dieses Bild aus dem Jahr 2015 beinhaltet bereits die grundlegende Frage meiner Forschung. Sie zeigt den Zusammenhang – oder die Vermutung – zwischen PS-LIBS Messungen an zwei verschiedene Materialsystemen: Silicium und Titandioxid. Auf der linken Seite der schematische Verlauf der Stärke der Emissionen von Silicium (die ich gemessen habe) und auf der rechten Seite der schematische Verlauf der Emissionen von Titandioxid (gemessen von einem Kollegen an der Rutgers University). Dazwischen, der gestrichelte Verlauf, den ich annehme. Meine Vermutung: es ist möglich diesen Verlauf komplett für verschiedene Materialien berechnen und das nur auf der Basis von fundamentalen Materialeigenschaften. Und ich will diese Frage beantworten, denn Anscheinend macht genau das gerade niemand auf der Erde.

Einsamkeit in der Vielfalt

Damit will ich das erste Kapitel enden lassen und trotzdem noch ein wenig Melancholie verbreiten. Bei manchen Themen ist man der Einzelkämpfer, mit allen Vor- und Nachteilen. Es ist sehr schön an der Kante zu Neuem zu arbeiten immer dabei etwas Abgefahrenes zu finden zu können. Jedoch kann jede Kante auch ein Stolperstein sein mit der Chance, dass ich mich vollkommen verstolpere und einfach nur Zeit verloren habe, nur um zu wissen, wie es nicht geht.

Dazu passt ein Zitat von Edison sehr gut (kenn man den in den Zeiten der LED-Beleuchtung noch?)

Menschen, die nie scheitern, haben wahrscheinlich nie wirklich etwas versucht.

Bis dahin!