30. März 2010

Mittwoch, 17. Februar 2010: Vorbereitung

Am Nachmittag fand eine Vorlesung über die Teilchenphysik an der Universität zu Bonn statt. Dabei wurden uns die Grundlagen erklärt, welche Teilchen und welche elementaren Kräfte es gibt und wie sie „erzeugt“ werden (durch Botenteilchen). Es wurde jedoch auch mehrmals unterstrichen, dass es in der Teilchenphysik noch viele Fragen gibt und man erst am Anfang einer langen Forschungsreise stehe. Was ist die „Masse“? Wir kennen zwar Newtons F=m*a oder Einsteins E=mc², doch wirklich genau wissen wir es nicht. Warum gibt es masselose Teilchen? Warum gibt es welche mit Masse? Wie entsteht Masse? Was ist dunkle Materie? Was ist dunkle Energie? Wie erzeugt man sie? Gibt es eine Urkraft? Niemand kennt die Antworten. Oder besser gesagt: noch kennt sie niemand.

Im LHC wird versucht eine der Theorien zur Frage nach der Masse zu überprüfen. Der Higgs-Mechanismus, benannt nach Peter Higgs, dessen Theorie sich immerhin schon über 40 Jahre in den Fachkreisen hält. Er sagt, Masse sei ein Kraftresultat. Die dafür benötigte Komponente, das Higgs-Boson, müsste dann auch künstlich, das heißt im LHC erzeugt werden können. Doch die Frage, wie wir diese minimal kleinen Teilchen sehen können, ist  ein Bestandteil dieses Vortrags gewesen. Ein anschaulicher Vergleich hat uns dieses immense Größenverhältnis klargemacht. Ist ein Quark so groß wie ein Fußball, so ist das, was wir gerade so durch ein Mikroskop sehen können so groß wie der Abstand von der Sonne zum Pluto. Kein Astronom würde mit einem Teleskop einen Fußball auf dem Pluto suchen. Wir messen aufkommende Energien, die in verschiedenen Teilen des Messgeräts entstehen. Anhand dieser Spur kann man dann diese Teilchen, vielleicht nur anhand ihrer Zerfallsprodukte identifizieren.

Donnerstag, 18. Februar 2010: Anwendung und Konferenz

An diesem Tag tagte die eigentliche Masterclass. Im physikalischen Institut haben wir zunächst das Auswerten von Messergebnissen geübt. In mehren Gruppen wurden je 100 Messungen bearbeitet (keine Angst, wenn man etwas Übung hat schafft, man es locker in einer halben Stunde). Die Identifizierung von den Teilchen war relativ einfach, doch haben wir mehr als doppelt so viele Tauonen gefunden, als die Theorie besagt. Doch fast 90% waren „nur“ Quarks mit ihren charakteristischen „Hadron-Jets“ (vgl. Bild).

Und der Höhepunkt kam erst noch: Eine internationale Videokonferenz. Wir waren mit dem CERN und einigen europäischen Universitäten verbunden und konnten Fragen stellen und sie miteinander diskutieren. Zum Schluss folgte noch ein Quiz, das über Video übertragen wurde. Jede Uni hatte bald einen Sieger, die ein T-Shirt, auf dem die Funktionsweise des Word Wide Web, übrigens eine Erfindung des CERN, erklärt wurde. Danach war diese zwar äußerst interessante, aber inhaltlich schwierige Veranstaltung zu Ende. Eine mit reichhaltigem Material bestückte CD in der Tasche, gingen wir nun wieder nach Hause.

Text: Julian Heinen (MSS 11)