Stadtlohner zeigt mit neuem Modell Effekte des Social Distancing

mlzPhysik-Veröffentlichung

Abstand, Kontaktbeschränkung, Sperrstunde: Wie sinnvoll ist Social Distancing? Michael te Vrugt, Physiker aus Stadtlohn, hat ein neues Modell entwickelt, mit dem man das effektiv abbilden kann.

Stadtlohn

, 09.11.2020, 18:00 Uhr / Lesedauer: 2 min

Ein bisschen stolz ist Michael te Vrugt schon. Schließlich werden in der renommierten Physik-Fachzeitschrift „Nature Communications“ nur äußerst selten Artikel aus Deutschland veröffentlicht. Der statistische Physiker aus Stadtlohn darf sich nun über diese wissenschaftliche Ehre freuen.

Gemeinsam mit zwei Kollegen von der Uni Münster hat er ein neues Modell zu einem hochaktuellen Thema entwickelt. Es beschreibt die Ausbreitung von Infektionskrankheiten unter Berücksichtigung des „Social Distancing“. Damit können die Auswirkungen des menschlichen Verhaltens in der Pandemie anschaulich dargestellt werden.

Online-Vorträge regen Michael te Vrugt an

„Kurz nach Beginn des Lockdowns habe ich ein paar Online-Vorträge mit Modellen zur Ausbreitung von Infektionskrankheiten gesehen und dachte, jetzt könnte ich das auch mal ausprobieren“, erinnert sich Michael te Vrugt.

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Das klassische SIR-Modell zur Beschreibung der Ausbreitung von ansteckenden Krankheiten sei „uralt“ und nicht allzu detailliert. „Damit kann man Social Distancing nicht effektiv erfassen“, meint der 24-jährige Stadtlohner. Es gebe zwar auch sehr detaillierte Modelle, diese seien aber mit zu großem Aufwand verbunden.

Teilchen-Wechselwirkungen ähneln menschlichem Verhalten

Am Institut für Theoretische Physik forscht er zu Systemen von wechselwirkenden Teilchen. „Menschen, die versuchen, Abstand voneinander zu halten, kann man sich im Prinzip wie Teilchen vorstellen, die sich gegenseitig abstoßen“, erklärt Michael te Vrugt seinen Grundgedanken. „Also kann man Theorien, die abstoßende Teilchen beschreiben, vielleicht auch auf voneinander Abstand haltende Menschen anwenden.“

Physiker nutzen unter anderem das sogenannte DDFT-Modell, um die Wechselwirkung von Teilchen zu beschreiben. Die drei Forscher aus Münster haben nun die beiden Modelle miteinander kombiniert. Daraus entsteht das SIR-DDFT-Modell. Die resultierende Theorie beschreibt Menschen, die sich gegenseitig anstecken können, die aber auch Abstand voneinander halten.

Weiche Wechselwirkung bildet Social Distancing ab

Zu Beginn sitzen die Teilchen alle eng zusammen, um eine Versammlung von Menschen abzubilden. Damit können sogenannte Superspreader-Events, etwa der Heinsberger Karneval oder das Apres-Ski in Ischgl, besser nachvollzogen werden.

„Unser Modell ermöglicht es, die Auswirkungen von Social Distancing effektiv zu beschreiben“, ist sich Michael te Vrugt sicher. Das Modell beinhaltet das, was in der Physik als weiche Wechselwirkung beschrieben wird. „Die Teilchen bzw. Menschen können sich weiterhin nahe kommen, tun es nur seltener“, erläutert der Physiker. So wird Social Distancing abgebildet.

Entscheidend dabei sind zwei Parameter: Die Reichweite (wie groß ist der Abstand) und die Stärke (wie sehr wird Abstand gehalten). Auch die Quarantäne von Infizierten und potenziellen Kontaktpersonen ist in dem neuen Modell enthalten.

Empirische Daten fehlen noch

Das Modell zeigt eindeutig den bekannten „Flatten-The-Curve-Effekt“. Dabei wird die Kurve, die den zeitlichen Verlauf der Anzahl der Erkrankten beschreibt, als eine Folge des Abstand-Haltens deutlich flacher. „Um den Effekt in genauen Zahlen ausdrücken zu können, müssten wir das mit empirischen Daten berechnen“, sagt Michael te Vrugt.

Diese auf dem neuen Modell basierende Grafik zeigt die deutliche Abnahme der Infektionszahlen durch Social Distancing.

Diese auf dem neuen Modell basierende Grafik zeigt die deutliche Abnahme der Infektionszahlen durch Social Distancing. © M. te Vrugt et al./Nat. Research

Eine entsprechende Studie dürfte bei diesem Thema nicht lange auf sich warten lassen. Vielleicht wird schon bald die Wirkung von Corona-Maßnahmen nach dem neuen Modell mit Stadtlohner Beteiligung berechnet.

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