Kategorie: Pädagogik
Den Teilchen auf der Spur
Exkursion des GYS zum CERN
Den Teilchen auf der Spur. Unter diesem Motto fand Anfang März eine Exkursion zum CERN statt. CERN steht für Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire und ist eine Großforschungseinrichtung in der Nähe von Genf in der Schweiz. Mit über 3.000 Mitarbeitern ist es das weltgrößte Forschungszentrum auf dem Gebiet der Teilchenphysik. Über 10.000 Gastwissenschaftler aus 85 Nationen arbeiten an verschiedensten Experimenten. Das CERN ist insbesondere durch die Entdeckung des sogenannten Higgs-Teilchens 2012 in die Schlagzeilen gelangt.
Die Schüler des GYS hatten bereits seit längerem den Wunsch geäußert, das CERN besichtigen zu wollen. Nach mehreren erfolglosen Anläufen gelang es schließlich, eine Zusage für die Besichtigung des CERN zu erhalten.
An einem Montag, frühmorgens um 04:45, machten sich 36 Schüler der Klassen 8cn und 8e sowie drei Lehrer mit dem Bus von Feldkirch aus auf den Weg zum CERN. Pünktlich um 10:00 Uhr erreichte die Gruppe Genf und fuhr direkt zum Besucherzentrum. Dort erfolgten in einem Einführungsvortrag zunächst ein kurzer Rückblick auf die Anfänge des CERN sowie ein Crash-Kurs in Teilchenphysik. Protonen und Neutronen, ja das kennt man aus dem Physik-Unterricht. Aber was sind Gluonen und welchen Beitrag spielen sie für den Zusammenhalt des Atomkerns? Wie hat man sich Gravitation vorzustellen? „Anschaulich gesprochen wie einen Ball, den sich zwei Personen – jeder in einem Boot sitzend – immer wieder zuwerfen, so dass sich ihre Boote auf dem Wasser aufgrund des beim Abwurf und beim Fang übertragenen Impulses immer weiter voneinander entfernen. Und nun stellen wir uns den Ball einfach mal mit negativer Masse vor, was einen negativen Impuls zur Folge hat und die Boote anstatt voneinander weg aufeinander zutreibt." .... Der Guide, der die Gruppe durch das CERN begleitete, bemühte sich, die Welt der Teilchen und ihrer Wechselwirkungen möglichst anschaulich darzustellen.
Nach der Einführung führte die Besichtigungstour zunächst ins CCC, dem CERN Control Center. Vom CCC aus erfolgt die komplette Steuerung aller acht (!) Teilchenbeschleuniger am CERN inklusive des LHCs, des Large Hadron Colliders, der mit seinen ca. 27 km Umfang der größte Ringbeschleuniger der Welt ist und an dem 2012 der Nachweis des Higgs-Teilchens gelang. In einem an das Control Center angrenzenden Raum waren verschiedene Geräte zu Demonstrationszwecken aufgebaut. Ein junger Physikstudent erläuterte mit großem Engagement die Funktion der einzelnen Teile und ihre Bedeutung für die Erzeugung der Teilchenpakete, die – bevor sie aufeinandertreffen – im Ring bis auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Gut wenn man aus dem Physikunterricht noch die relativistische Massenzunahme in Erinnerung hatte und so auf die Fragen des Physikstudenten antworten konnte. Plötzlich wurde die Projektionswand durchsichtig und gewährte einen freien Blick in den Kontrollraum. Die Operateure ließen sich bei ihrer Arbeit beobachten. Denn nach zweijähriger Wartungszeit stand der Wiederanlauf des Teilchenbeschleunigers für Ende des Monats bevor. Angespornt werden die Wissenschaftler durch eine Vielzahl von leeren Sektflaschen, die auf einem Sims entlang der Wand des Kontrollraums aufgereiht sind. Denn bei jedem erfolgreichen Experiment wird eine Sektflasche entkorkt. Na denn Prost!
Im Anschluss an die Besichtigung des CCC brachte der Bus die Gruppe zum sogenannten COMPASS-Experiment. Dabei musste die Grenze zu Frankreich passiert werden. Das COMPASS-Experiment befindet sich über der Erde in einem etwa 100m langen Gebäude am Ende einer Auskopplung des Beschleunigerrings. Von außen ist das Gebäude recht unscheinbar mit einfachem Wellblech verkleidet. Sobald man aber in das Gebäude eintritt, wird man sich der Dimensionen bewusst. Abgeschirmt von riesigen Betonquadern und -mauern gelangt man auf verschlungenen Wegen zu einem begehbaren Tunnel. Seitlich in dem Tunnel verläuft ein Rohr umgeben von einer Vielzahl von Geräten und Sensoren. Langsam absteigend folgt dieses Rohr dem Tunnel, dessen Ende nicht abzusehen ist.
Da geht’s also runter zum Beschleunigerring. Und in dem Rohr befinden sich während der Messung die Teilchenpakete. Wahnsinn.
Dem Rohr folgend ging es auf einer Eisengalerie in Richtung Experimentierhalle. Imposant die Größe der Detektoren, unüberschaubar die Vielzahl an Messkabeln. Wenn das Experiment läuft fallen ca. 50 GigaByte an Daten an. Pro Sekunde. Ziel des COMPASS- Experiments ist es, Einblicke in die Welt der Quarks und Gluonen zu bekommen und dabei ein besseres Verständnis vom Aufbau der Protonen und Neutronen zu erhalten. Es klang alles sehr kompliziert und es war immens spannend.
Nach dieser eindrucksvollen Besichtigung machte sich die Gruppe am frühen Nachmittag wieder auf die Heimfahrt. Es war ein ereignisreicher und langer Tag. Die Eindrücke müssen erst mal verdaut werden. Erschöpft trafen Schüler und Lehrer um 18:00 Uhr in Feldkirch ein.
Ein herzliches Dankeschön gebührt an dieser Stelle dem Elternverein am GYS, der die Exkursion zum CERN mit einem finanziellen Zuschuss großzügig unterstützt hat.
Ein Dank gilt auch meinen Kollegen Sabine Hefel und Christoph Fitz für die Unterstützung bei der Vorbereitung und der Durchführung der Veranstaltung.
Bis zum nächsten Mal im CERN. Es gibt noch viel zu entdecken.
Winfried Brüser