Astroteilchenphysik Masterclass

Schon die alten Griechen hatten die Vorstellung, dass Materie aus elementaren Bausteinen zusammengesetzt sein muss. Heutzutage beschäftigt sich das Fachgebiet der Elementarteilchenphysik mit diesem Gedanken und hat durch beeindruckende Experimente, wie dem Large-Hardon-Collider (LHC, Teilchenbeschleuniger in Genf), einen ganzen Teilchenzoo von elementaren Bausteinen der Materie entdeckt.

Am 06.07.2016 hatten Schülerinnen und Schüler des 12. Jahrgangs die Möglichkeit, mit zwei Physikern vom DESY Forschungszentrum in Zeuthen, im Rahmen einer Lehrveranstaltung des Netzwerk Teilchenwelt, die Welt von Quarks, Protonen & Co. hautnah mitzuerleben.

Die Schülerinnen und Schüler lernten das Standardteilchenmodell kennen und erforschten vor allem die natürlichen Entstehungsursachen von Elementarteilchen, welche beispielsweise bei Supernovae oder der Kernfusion unserer Sonne zu finden sind.

Besonders faszinierend für die Teilchenphysiker sind die Neutrinos, denn sie sind die Geister-Teilchen im Universum. Sie wechselwirken kaum und sind dadurch vergleichsweise schwierig zu detektieren. Wenn man sich vorstellt, dass 70 Milliarden Neutrinos den menschlichen Daumennagel sekündlich durchdringen, wird einem bewusst, wie geisterhaft sich diese Teilchen verhalten. Als man den Schülerinnen und Schülern erzählte, dass es Detektoren gibt, welche durch ein hinreichend großes Detektorvolumen diese Teilchen aufspüren können, packte sie die Neugier.

Da ihnen Datenmaterial von einem solchen Detektor, dem am Südpol stationierten Ice-Cube-Experiment, zur Verfügung gestellt wurde, konnten sie diese auswerten und nach möglichen Ereignissen absuchen und diese klassifizieren. Nachdem der Umgang mit echten Daten des Detektors geschult wurde, konnten die Schülerinnen und Schüler zusammen mit den Physikern die Signifikanz dieser Ergebnisse erarbeiten, indem sie theoretische Überlegungen über den Ursprung der extraterrestrischen Teilchen anstellten.

Abgerundet wurde dieser Workshop mit interessanten und amüsanten Impressionen aus der Antarktis, erzählt von einem Forscher, der selbst dort für ein halbes Jahr forschte.

Die Astroteilchenphysik Masterclass ermöglichte den Schülerinnen und Schülern mit physikalischen Grundkenntnissen innerhalb von 6 Stunden beim Thema Astroteilchen mitreden zu können und Einblicke in die berufliche Welt von Elementarteilchenphysikern zu erlangen. Wir freuen uns auf die nächste Begegnung mit dem Netzwerk Teilchenwelt, bei einer internationalen Masterclass am DESY Forschungszentrum in Zeuthen.

Christoph Dähn