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Teilchenphysik hautnah

36 Schülerinnen und Schüler verbrachten im Rahmen der „International Masterclasses“ einen Tag als Teilchenphysiker an der Universität Siegen.

Wissen über Physik lernen Jugendliche schon in der Schule. Doch woran arbeiten Forscherinnen und Forscher wirklich, wenn es um die Teilchenphysik geht? Das haben 36 Schülerinnen und Schüler im Rahmen der „International Masterclasses“ herausgefunden und einen Tag als Teilchenphysiker an der Universität Siegen verbracht.

Das Programm „International Masterclasses“ findet in 42 Ländern statt. Grundidee ist, dass Jugendliche einen Eindruck vom Alltag der modernen Physik-Forschung erhalten, indem sie selbst als Forscher arbeiten. 210 Universitäten und Forschungsinstitute nehmen teil, darunter auch die Uni Siegen. Am 3. März öffnete das „Center for Particle Physics Siegen“ (Zentrum für Teilchenphysik) die Türen.

Prof. Dr. Ivor Fleck leitete die Veranstaltung und übernahm auch gleich die Einführung. In diesem Jahr kamen die Schülerinnen und Schüler nicht nur aus Siegen und Umgebung (Eiserfeld, Olpe), acht Schülerinnen und Schüler samt Lehrer reisten sogar aus Winterberg an. Gemeinsam hatten alle das Interesse an den grundlegenden Fragestellungen der Physik. Zunächst gab es zwei Vorlesungen mit einer Einführung in die Teilchenphysik und die Funktionsweise von Beschleunigern. Aufgelockert wurden die Vorlesungen durch eine Führung durch die Labore der experimentellen Teilchenphysik, in denen Detektoren für das ATLAS-Experiment am CERN, das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien und ein noch in der Zukunft zu bauendes Experiment entwickelt und getestet werden.

In der Mittagspause testeten die jungen Forscher das Essen in der Mensa am Emmy-Noether-Campus. Anschließend ging es darum, Daten des ATLAS-Experiments zu analysieren. In Kleingruppen konnten Ereignisse am Computer sichtbar gemacht und in unterschiedliche Klassen eingeteilt werden. Hierzu wurden den Schülerinnen und Schülern speziell ausgesuchte Ereignisse des ATLAS-Experiments zur Verfügung gestellt. Jede Gruppe schaffte es, die 50 ihr zugeordneten Ereignisse zu untersuchen. Im Vergleich zu den 40 Millionen Ereignissen, die pro Sekunde mit dem ATLAS Experiment genommen werden, ist das zwar eine kleine Zahl. Durch die spezielle Auswahl der Ereignisse konnten jedoch gute Ergebnisse erzielt werden. Es waren sogar einige Ereignisse dabei, in denen ein Higgs-Boson vorkam. Das Higgs-Boson wurde erst im Jahr 2012 unter anderen durch das ATLAS-Experiment entdeckt und ist damit das jüngste Mitglied in der Familie der Elementarteilchen. Diese Ereignisse sind besonders selten. Umso größer war die Freude, wenn eine Gruppe ein Higgs-Boson identifizieren konnte.

Den Abschluss bildete eine Videokonferenz. An dieser nahmen neben der Gruppe aus Siegen auch Schülerinnen und Schüler aus Amsterdam, Oslo und Prag teil. Moderiert wurde die Videokonferenz vom CERN in Genf aus. In der Konferenz präsentierten Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse auf Englisch und diskutieren darüber. Die Atmosphäre war die gleiche, die auch bei einer Videokonferenz weltweit verteilter Forscher des ATLAS-Experiments entsteht.

Die Projektleitung der „International Masterclasses“ ist an der TU Dresden angesiedelt. Veranstalter ist IPPOG, die International Particle Physics Outreach Group, ein eigenständiges Komitee aus Vertretern der am CERN forschenden Länder sowie von CERN und DESY.