Auf Teilchenjagd an der Urknallmaschine

In den kommenden Tagen öffnen Forschungseinrichtungen rund um den Globus ihre Türen und laden Schülerinnen und Schüler ein, sich einen Tag lang als Teilchenphysiker zu versuchen. Im Rahmen der International Masterclasses analysieren die Jugendliche Daten, die vom weltgrößten Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf – dem Large Hadron Collider (LHC) – stammen. International Masterclasses finden unter breiter deutscher Beteiligung vom 26.2. bis zum 22.3.2013 in 37 Ländern weltweit statt. Die Veranstalter erwarten rund 10.000 Teilnehmer. Auch DESY ist mit seinen beiden Standorten Hamburg und Zeuthen bei Berlin beteiligt.

Am LHC suchen Teilchenphysiker nach Antworten auf grundlegende Fragen zum Ursprung des Universums und dem Aufbau der Materie. Nicht nur die Fachwelt, sondern auch die breite Öffentlichkeit verfolgt die Ergebnisse der Experimente mit Spannung. Bei den International Masterclasses können Jugendliche diese Forschung hautnah miterleben. Die Teilnehmer arbeiten einen Tag lang wie echte Teilchenphysiker. „Diese Schülerforschungstage sind eine einzigartige Gelegenheit, Seite an Seite mit Wissenschaftlern Originaldaten vom LHC auszuwerten und einen authentischen Eindruck von der modernen Forschung zu gewinnen“, so Michael Kobel von der TU Dresden, der Leiter des Programms. Erstmalig gibt es dabei für die Jugendlichen Daten mit echten Kandidaten für Higgs-Teilchen – jenen Teilchen, deren Entdeckung am CERN im vergangenen Sommer für Schlagzeilen sorgte.

160 Universitäten und Forschungsinstitute in 37 Ländern nehmen an den International Masterclasses teil. Neu dabei sind mehrere Länder im Nahen Osten (Ägypten, Palästina, Türkei und Zypern) sowie Rumänien und Australien. Die weltweite Beteiligung spiegelt die in der Teilchenphysik typische internationale Zusammenarbeit wider. Praktisch erleben können die teilnehmenden Jugendlichen diese Facette der Forschung in einer Videokonferenz. In einer Konferenzschaltung mit Schülergruppen aus anderen Ländern und dem CERN oder Fermilab in Batavia, Illinois (USA), präsentieren die Nachwuchs-Wissenschaftler ihre Messergebnisse.

In Deutschland gibt es 20 Termine, zu denen sich mehr als 1000 Jugendliche angemeldet haben. Alle Veranstaltungen in Deutschland finden statt in Zusammenarbeit mit Netzwerk Teilchenwelt, dem bundesweiten Netzwerk zur Vermittlung von Teilchenphysik an Jugendliche und Lehrkräfte. Das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY nimmt vom 14. bis 19. März an den International Masterclasses teil und bietet – in Berlin gemeinsam mit der Humboldt-Universität – insgesamt rund 90 Schülern und 30 Lehrern Gelegenheit zur Teilnahme. „Die fundamentalen Fragen der Teilchenphysik üben eine große Faszination aus, insbesondere auf junge Leute, und motivieren sie, Naturwissenschaftler zu werden“, sagt DESY-Teilchenphysikdirektor Joachim Mnich. „Insofern tragen Projekte wie die Masterclasses dazu bei, die Zukunft Deutschlands als Hochtechnologiestandort zu sichern.“

Bei den International Masterclasses beschäftigen sich die Teilnehmer mit Teilchen, die entstehen, wenn Protonen in den kilometerlangen unterirdischen Röhren des LHC mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zusammenstoßen. „Die Jugendlichen können mit echten Daten vom LHC arbeiten, die erst vor wenigen Monaten aufgezeichnet wurden“, betont Michael Kobel. Drei Experimente am Teilchenbeschleuniger LHC – ATLAS, CMS und ALICE – haben Daten für das internationale Schülerforschungsprogramm zur Verfügung gestellt. Die Schülerinnen und Schüler können beispielsweise das Z-Boson vermessen, die Struktur des Protons ergründen, Teilchen mit so genannter „Seltsamkeit“ aufspüren oder nach dem Higgs-Teilchen suchen, das nicht nur die Wissenschaftler so fasziniert.

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. Ziel der Gruppe ist es, die Teilchenphysik einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

DESY / PH