Das Gequietsche geht wieder los: Die March Madness – ein Basketballturnier der National Collegiate Athletic Association (NCAA) – steht vor der Tür, die National Basketball Association (NBA) hat gerade ihre All-Star-Pause hinter sich und ihre Entscheidungsspiele stehen an und bei der 3x3-Liga der Frauen finden sie schon dieses Wochenende statt. Sogar Angel Reese wird wieder auf dem Spielfeld stehen!

Schalten Sie also Ihren Fernseher ein und drehen Sie die Lautstärke auf. Aber blenden Sie die Kommentare, die Musik und die »Defense«-Sprechchöre aus. Erst dann hört man nämlich den wahren Soundtrack des Basketballs: eine Symphonie aus Quietschgeräuschen.

In einer Studie, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, hat ein Team aus Forschenden einen großen Schritt bei der Lösung des Rätsels gemacht, warum Basketballschuhe diese lustigen Geräusche machen.

»Wir hätten nicht erwartet, dass sich unter der Sohle eines Schuhs so viel physikalische Tiefe verbirgt«, sagt Adel Djellouli, Wissenschaftler an der Harvard University und einer der Erstautoren der Studie.

Die meisten Forschenden, die sich mit diesem Thema befasst hatten, glaubten bislang, dass das Schuhequietschen ein einfaches Beispiel für den bekannte »Stick-Slip-Effekt« ist.

Der Stick-Slip-Effekt lässt sich leicht beobachten. Legen Sie einfach ein schweres Buch auf den Tisch und versuchen Sie, es vorsichtig über die Platte zu schieben. Anstelle eines gleichmäßigen Gleitens werden Sie dabei eine ruckartige Stop-and-Go-Bewegung des Buches beobachten.

Man dachte, das Quietschen von Basketballschuhen sei nur ein Beispiel für dasselbe Phänomen: Wenn ein Spieler abrupt stoppt, rutscht die gummiartige Sohle seines Schuhs im gleichen Stop-and-Go-Muster. Weil das viele Male pro Sekunde geschieht, quietscht der Schuh - so die Theorie. Nach demselben Prinzip funktionieren auch Geigen und darum klingt ein quietschendes Türscharnier tiefer, wenn man die Tür langsam öffnet.

Mithilfe von Hochgeschwindigkeitskameras und akustischen Analysen haben Djellouli und sein Team jedoch gezeigt, dass Basketballschuhe etwas Besonderes sind. 

Der Knackpunkt sind die Unebenheiten in den Sohlen. Diese langen Rillenmuster an der Unterseite eines Sneakers sind die wahren Maestros auf dem Basketballfeld. Das zeigt die Zeitlupenaufnahme des Schuhs, wenn er über den Boden rutscht.

Die Erhöhungen in der Sohle liegen nicht alle gleichzeitig auf dem Boden auf und heben sich auch nicht alle auf einmal. Vielmehr löst sich jeweils nur ein winziger Teil von ihnen vom Boden. Dieser kleine Abstand bewegt sich an der Kante entlang, bis er das Ende der Sohle erreicht. Dort gibt er der Luft um den Schuh herum einen kleinen Stoß. Diese Abstände gleiten wellenartig und tausende Male pro Sekunde durch das Muster an der Sohle und stoßen die Luft neben dem Schuh dabei rhythmisch an. Die Stoßfrequenz entspricht der Frequenz des Quietschens – je schneller die Stöße, desto höher der Ton.

Die Frequenz hängt auch von der Form Sohle ab: Jede Erhöhung leitet die Welle mit einer individuellen Geschwindigkeit weiter. »Über so einen Wellenleiter für Reibung hat man bislang noch nicht nachgedacht«, sagt Gabriele Albertini. Er ist Bauingenieur an der Universität Nottingham und der andere Erstautor der Studie. Um ihre Entdeckung zu veranschaulichen, haben die Forschenden rechteckige Blöcke aus synthetischer Sohle gebaut. Jede produzierte ihre eigene Tonhöhe. So konnten sie auf einem Stück Glas sogar Darth Vaders Leitmotiv aus Star Wars spielen. »Wir haben drei Tage lang geprobt«, sagt Djellouli. »Wir hätten es auch einfach in einem Diagramm darstellen können, aber wo bleibt da der Spaß?«

Die Sneaker-Studie fällt unter den Oberbegriff der »intermateriellen Reibung«. Sie meint die spezielle Physik dahinter, wenn zwei unterschiedliche Materialien aneinander reiben. Dem gleichen Prinzip folgen Erdbeben, die durch die Reibung zweier Verwerfungen entstehen. Wie auch bei den Sneakern stoppen die Verwerfungen nicht in ihrer Bewegung; stattdessen gleitet der Abstand zwischen ihnen immer weiter nach außen. Das Team glaubt, dass ihre Gummikonstruktion dabei helfen könnte, die Physik hinter Erdbeben im Labor zu untersuchen.

»Das ist eine fortgeschrittenere und technisch ausgefeiltere Analyse eines Problems, mit dem ich mich vor zwanzig Jahren beschäftigt habe«, sagt Martyn Shorten. Er ist Stick-Slip-Experte bei BioMechanica LLC, einer Beratungsfirma in Oregon. »Ich finde es großartig!«

Wenn Shai Gilgeous-Alexander also das nächste Mal die Verteidigung austrickst, denken Sie daran, dass auch die quietschende Untermalung dieses Manövers bemerkenswert ist. Und wenn man die neuen Signature-Schuhe des Lieblingsspielers kauft, erwirbt man gleichzeitig ein fein abgestimmtes Musikinstrument, das bei jedem Schritt ein Erdbeben simuliert. Wer weiß – vielleicht sind wir nur noch wenige Jahre vom »Signature-Quietschen« entfernt!