„International Masterclasses“ 2011 in Rostock

Zum ersten Mal seit Beginn des Projektes International Masterclasses – Hands on Particle Physics vor sieben Jahren an der Technischen Universität Dresden ist auch die Uni Rostock mit dabei. Schüler der Klassenstufen zehn bis zwölf aus ganz Mecklenburg-Vorpommern bekamen im Institut für Physik einen Einblick in die Teilchenphysik und durften sich auch selbst damit beschäftigen.

Da dieses Teilgebiet der Physik im Unterricht so gut wie gar nicht behandelt wird, war natürlich auch so gut wie kein Vorwissen bei den 14 teilnehmenden Schülern vorhanden. So wurde zunächst in Vorträgen genau und verständlich erklärt, was später im praktischen Teil auf die Schüler zukommen würde. Im Fokus stand dabei der ATLAS-Detektor aus dem CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung in der Schweiz.

Im CERN wurde, wie sich der eine oder andere vielleicht noch erinnert, ein riesengroßer Teilchenbeschleuniger gebaut. Man will mit ihm die Urknalltheorie beweisen, die die Existenz der Erde und des ganzen Universums zu erklären versucht. Demnach soll alles, was uns umgibt, aus einem kleinen Punkt unter großer Energiefreisetzung entstanden sein.

In diesem Teilchenbeschleuniger werden nun Protonen zum Kollidieren gebracht, sodass sie sich in viele verschieden Teilchen spalten. Das wird im ATLAS-Detektor gemessen und dokumentiert. Davon gibt es dann Ereignisbilder, die heute den Schülern vorgelegt wurden. Mit ihrem vorher erworbenen Wissen durften sie im PC-Pool des Instituts versuchen zu analysieren, was genau auf den 50 Ereignisbildern passiert war.

Außerdem sollten sie versuchen zu erkennen, welche Teilchen genau entstanden waren. „Um die Röhre, in der die Protonen aufeinandertreffen, sind verschiedene Schichten angebracht. Je nachdem in welcher Schicht das abgespaltene Teilchen landet, kann man es in etwa zuordnen“, erklärte Luise Ladewig aus der elften Klasse des Friedrich-Franz-Gymnasiums in Parchim.

Eins der wichtigsten Teilchen, nachdem im CERN gesucht wird, ist das Higgs-Teilchen. Bisher ist es noch nicht gefunden worden, existiert also nur in der Theorie.

Wie genau man sich das Teilchen vorstellen kann, erklärte mir Stefan Raettig, ebenfalls aus Parchim: „Stell dir vor, du bist auf einer Party mit ganz vielen Menschen, die alle alleine rumstehen. Dann kommt plötzlich ein Promi rein und alle drängen sich auf einmal um ihn. Dann entsteht Masse.“ Das Higgs-Teilchen zieht also andere Teilchen an und verbindet sich mit ihnen zu einer Masse.

Da es wie gesagt noch nicht tatsächlich entdeckt wurde, hatten die Schüler auch nicht wirklich die Möglichkeit, ein reales Ereignisbild zu sehen. Um ihnen aber in etwa eine Vorstellung zu vermitteln, hatte man die Abspaltung eines Higgs-Teilchens simuliert.

Bei Fragen zur Zuordnung der Teilchen konnten sich die Schüler an die beiden Doktoranden Christian Voß und Torsten Leddig wenden. Diese hatten auch schon einen Teil der Vorträge am Morgen übernommen.

Das Besondere an der Veranstaltung war, dass sie parallel in weiteren Ländern stattfand. Um sich diese Besonderheit zu Nutzen zu machen, gab es am Nachmittag eine Videokonferenz aller Teilnehmer. So konnten die Schüler nicht nur in Rostock ihr Wissen untereinander teilen, sondern auch europaweit.

Aus einem kleinen Projekt der TU Dresden ist also inzwischen augenscheinlich eine große Veranstaltung mit 24 Teilnehmerländern geworden. Und wer weiß, vielleicht findet am Ende einer der teilnehmenden Schüler tatsächlich irgendwann das Higgs-Teilchen.