Was hält die Welt im Innersten zusammen? – Bericht über die Masterclass Teilchenphysik

Diese im Titel gestellte Frage ist eine der ältesten der Menschheit. Eine Antwort darauf erhielten die Schülerinnen und Schüler der 11. Jahrgangsstufe bei einem Vortrag von drei Forschern des Max-Planck-Institutes für Physik in München. Im Rahmen der „Masterclass Teilchenphysik“ vom „Netzwerk Teilchenwelt“ lernten die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen der modernen Teilchenphysik. Dabei erfuhren sie, dass selbst die früher als unteilbar gehaltenen Teilchen (Atome) noch aus kleineren Elementarteilchen wie den Quarks bestehen und dass für die Entdeckung dieser Teilchen besondere Mühen auf sich genommen werden mussten. 

Am CERN, dem größten Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik, werden am großen Hadronenbeschleuniger (LHC) Protonen mit annähernder Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen und die daraus entstehenden Produkte in Detektoren wie ATLAS oder CMS untersucht. Der breiten Öffentlichkeit wurde die Teilchenforschung ein Begriff, als im Jahre 2012 der Nachweis des Higgs-Eichbosons gelang, das von Peter Higgs schon in den 60er Jahren postuliert und 2013 mit der Auszeichnung des Nobelpreises für Higgs und Englert belohnt wurde. 

Anschließend erhielten die Schüler die Möglichkeit, selbstständig am PC aufbereitete Messdaten des ATLAS-Detektors auszuwerten und sich wie die Forscher auf die Suche nach dem Z-Boson zu begeben. In dem Programm, das den Detektor und die bei Kollisionen entstanden Teilchen samt Spuren darstellt, werden die Daten auf Zerfallsprodukte wie Elektron-Positron-Paar oder Myon-Antimyon-Paar untersucht. Als Ergebnis fanden die Schüler heraus, dass das Z-Boson eine Energie von knapp 92GeV besitzt, was dem tatsächlichen Wert sehr nahekommt. 

Weiterhin berichteten die Referenten über ihre Arbeit am CERN. Die Schülerinnen und Schüler bekamen Bilder von dem Aufbau und der Technik eines Detektors zu sehen und erhielten ebenso Einblick in die aktuelle Forschung sowie einen Ausblick auf das, was noch alles in der Zukunft zu erforschen ist. 

 
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