Masterclass - Regiomontanus Schule Coburg

Masterclasses – Teilchenforscher für einen Tag
…finden in Schulen, Schülerlaboren, Museen und anderen Lernorten statt und werden von
Nachwuchs WissenschaftlerInnen geleitet, den Teilchenwelt-VermittlerInnen. Im Mittelpunkt der
Veranstaltung steht die Analyse echter Daten vom CERN. Ein einführender Vortrag vermittelt
notwendiges Hintergrundwissen, bevor die TeilnehmerInnen selbst mit den Daten arbeiten.
Zu Anfang bekamen wir einen kleinen Einführungsvortrag in die Teilchenphysik von Jannik
Hofestaedt, einem Studenten der Uni, bei dem es um die Größenskalen und den Atomaufbau ging. Er
erläuterte uns die typischen Fragen eines Teilchenphysikers, Vorgehensweisen, Beobachtungen und
Untersuchungen der elementaren Teilchen und Kräfte.
Des Weiteren zeigte er, wie wir Teilchen überhaupt beobachten können. Dabei erkannten wir, dass
ein Mikroskop zur Beobachtung irgendwann nicht mehr reicht, denn z.B. Quarks (die Erläuterung
dessen kommt später) können wir damit nicht mehr erkennen, da das Auflösungsvermögen eines
Mikroskops durch die Wellenlänge des verwendeten Lichts begrenzt ist.
Aber genug der Theorie, um nicht zu trocken rüber zu kommen erzählte uns Jannik über die Historie
der elementaren Bausteine, aus heutiger Sicht ist klar das Atome nicht elementar sind, sondern eine
Struktur haben. Nach dem Rutherford-Experiment, welches mittlerweile jeder von euch kennt,
erklärte er uns nochmal anschaulich den Aufbau der
Atome. Elementare Teilchen, wie z.B. Elektron und
Neutron, kennen wir bereits. Das „up- und downQuarks“ oder „Leptonen“ allerdings nicht.
Weiter ging es mit Kräften und dem HiggsMechanismus, was durchaus sehr interessant war.
Schön war auch die Untersuchung der Prozesse nach
dem Urknall durch die Erzeugung von Teilchen mit
hoher Energie. Das hat uns alle interessiert.
Bericht von Sonja Kerkhoff B12Tb der Regiomontanus Schule Coburg
Um auf den Teilchenbeschleuniger überzuleiten verwendete er den bekannten Albert Einstein mit
seiner Theorie „Energie und Masse sind gleichwertig!“, sprich „E=mc²“. Durch Kernspaltung oder
Kernfusion in der Sonne zum Beispiel kann Masse in andere Energieformen umgewandelt werden.
Durch den Teilchenbeschleuniger ist dies möglich. Wir lernten in dem Vortrag wie ein
Teilchenbeschleuniger funktioniert und wie man dies durch eine Nebelkammer nachweisen kann.
Daraufhin kam er zu dem LHC (Large Hadron Collider), das ist ein Proton-Proton Beschleuniger unter
der Schweiz und Frankreich. Genauer gesagt ist das ein Ringbeschleuniger mit einem Umfang von
ca.27km der ca.100m unter der Erde liegt. Er hat
die höchste Strahlenenergie aller Zeiten.
Am 23.11.2009 sind die erste Kollisionen am LHC
erfolgreich gewesen.
So freuen sich Physiker und Wissenschaftler:
Der Vortrag war sehr interessant aber auch kompliziert. Mit viel Geschick und Veranschaulichenden
Mitteln schaffte es Jannik Hofestaedt uns bei Laune zu halten und alle in die Thematik einzuführen.
Für die Praxis brauchten wir noch Informationen über ein Projekt des CERN, und zwar das ATLAS
Experiment. Philipp Willmann führte uns in die Messtechnik.
Der ATLAS-Detektor sucht nach dem Higgs und „neuer Physik“. Hier ein paar
Informationen über den ATLAS, damit ihr eine Vorstellung der Ausmaße
bekommt:
Er ist 25m breit und
25m hoch, seine Läge
beträgt 46m und er wiegt 7000t.
Jede Teilchenart hinterlässt bestimmt
Kombinationen von Signalen in den DetektorKomponenten, diese wurden uns näher
gebracht damit wir sie in der Praxis anwenden
konnten. Auch wurden uns die Verschiedenen
Messungen erklärt damit wir die Art und
Struktur eines Atoms bestimmen konnten.
Wissenswertes:
 Das WorldWideWeb ist z.B. eine Entwicklung des CERN
 Krebstherapien können mit Protonen und Ionen erfolgen
 Bildgebende Verfahren in der Medizin (z.B. PET-Scanner) werden mit Hilfe von Detektor- und
Beschleunigertechniken ermöglicht
Bericht von Sonja Kerkhoff B12Tb der Regiomontanus Schule Coburg