Donnerstag, den 29. März 2018

Elementarteilchen auf der Spur

Zwei Tage Teilchenphysik live!

Im März hat das Institut für Kernphysik der WWU Münster für zwei Tage die Türen geöffnet und Oberstufenschülern die Möglichkeit gegeben, Forschungsluft zu schnuppern. Am ersten Tag konnten die Schüler im Rahmen einer internationalen Masterclass am „IceCube-Experiment“ teilnehmen, am zweiten Tag ging es um das Projekt „ALICE“ am CERN. Simon Raschke und Sophia Paul berichten von zwei spannenden Tagen.
 

„Am 7. März haben Anton Fehnker, Sophie Dalbert, Sophia Paul, Florian Nüßing und ich an der IceCube-Masterclass teilgenommen. Wir hatten die Möglichkeit, Einblicke in das Arbeitsfeld des Experimental- und Kernphysikers zu bekommen, denn die Wissenschaftler führten uns in das IceCube-Experiment ein. Der IceCube ist ein Einkubikkilometer großer Eiswürfel, der 1,5 Kilometer unter dem Südpol beginnt und mit vielen hochsensiblen optischen Sensoren durchzogen ist. Durch das Experiment wollen die Astrophysiker mehr über das Universum erfahren. Sie haben es auf winzige Neutrinos abgesehen, die weite Strecken zurücklegen können. Deshalb erhoffen sich die Forscher durch die Beobachtung der Neutrinos, Rückschlüsse auf ihre Herkunft ziehen zu können.

Der Aufwand scheint enorm groß: Im Rahmen der Masterclass haben wir mit den tatsächlich beobachteten Daten der Lichtsensoren gearbeitet und erfuhren dabei, was bei einem so großen Experiment alles zu beachten ist. Es fliegen zwar unvorstellbar viele Neutrinos herum, so viele nämlich, dass in einer Sekunde Millionen von ihnen z.B. eine Daumenspitze durchdringen. Allerdings sind die Neutrinos auch unvorstellbar klein, sodass sie sehr, sehr selten mit anderen Teilchen kollidieren. Im IceCube kollidieren pro Jahr nur etwa 10 Neutrinos, die ihren Ursprung außerhalb der Erde haben. Dabei hinterlassen sie in eine bestimmte Richtung ein äußerst schwaches bläuliches Licht, das nach Cherenkov benannt ist. Alles, was die Physiker messen können, ist dieses Cherenkov-Licht, das die Sensoren im Eis erfassen. Erschwerend kommt noch hinzu, dass zusätzlich viele weitere Neutrinos detektiert werden, die durch Zerfälle innerhalb der Erde entstanden sind. Die 10 außerirdischen Neutrinos pro Jahr herauszusuchen entspricht der Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Dementsprechend viel Arbeit gibt es für die Wissenschaftler.

Am Ende des Tages haben wir per Videokonferenz mit Schülern einer Masterclass aus Erlangen über unsere Erfahrungen und Ideen - wie echte Wissenschaftler - diskutiert. Uns hat der Tag im Kernphysikinstitut gut gefallen, die Forschung hautnah zu erleben war super! Der bleibende Eindruck ist, dass die Realisierung von Experimenten in der Kernphysik eine Mammutaufgabe ist.“

Simon Raschke (Q1)

„Das CERN ist eines der größten internationalen Forschungszentren für Kernforschung der Welt. Umso interessanter war es, an einer zweiten Masterclass teilzunehmen, die von einem CERN-Forscher geleitet wurde. Die Masterclass begann mit Vorträgen zur Einführung in die Teilchenphysik sowie weitergehende Erklärungen des Aufbaus des ALICE-Detektors. ALICE steht für "A Large Ion Collider Experiment" und ist Teil des LHC ("Large Hadron Collider"), des leistungsstärksten Teilchenbeschleunigers der Welt. Im Laufe des Tages konnten wir echte Daten vom CERN analysieren und in einer internationalen Videokonferenz mit Forschern am CERN vor Ort vergleichen und auswerten.
Der Tag war sehr interessant. Durch die Teilnahme an der Masterclass können sich für interessierte Schüler weitere Möglichkeiten ergeben wie z.B. Workshops am CERN in der Schweiz.“

Sophia Paul (EF)