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Schüler erforschen kosmische Teilchen

Zeuthen Schüler erforschen kosmische Teilchen

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron Desy in Zeuthen zählt zu den weltweit führenden Beschleunigerzentren. An die 200 Wissenschaftler erforschen hier das Universum. Am weltweiten „Cosmic Day“ übernimmt traditionell der Nachwuchs die Kontrolle. Jugendliche aus über 16 Nationen lösen das Rätsel um die uns permanent umgebenden kosmischen Teilchen.

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Amandine, Marielle und Max (v.l.) kalibrieren die Apparaturen, mit denen sie später die kosmischen Teilchen messen sollen.

Quelle: Josefine Sack

Zeuthen. Eine große Frage beschäftigt seit langem Physiker weltweit: Woher bekommen die Elementarteilchen ihre Masse? Unter Verdacht steht das Higgs-Teilchen, das 2012 für Schlagzeilen sorgte. Nicht nur im Genfer Beschleunigungszentrum Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, kurz Cern, wird dazu geforscht. Auch im Deutschen Elektronen-Synchrotron Desy in Zeuthen erkunden an die 200 Wissenschaftler den Mikrokosmos.

Myonen auf dem Stundenplan

Am Mittwoch haben die Physiker die Kontrolle über ihre Messapparaturen abgegeben und die ungelösten Rätsel des Universums Schülern aus Potsdam, Berlin und Eichwalde überlassen. Zum internationalen „Cosmic Day“ untersuchten sie kosmische Teilchen, genauer Myonen. Dabei handelt es sich um ein Elementarteilchen, das in vielen Eigenschaften dem Elektron ähnelt – „ein Bote aus dem Weltall, der uns etwas über das Universum verrät“, erklärt die Koordinatorin des Aktionstags, Carolin Schwerdt. Und sie ergänzt: „Kaum einer kennt sie. Dabei umgeben sie uns permanent.“

Zum Cosmic Day ist es an den Jugendlichen, dem kosmischen Teilchen auf die Schliche zu kommen. Schießt das Myon aus allen Richtungen durch uns hindurch oder kommt es nur von oben? Weltweit beteiligen sich 45 Gruppen aus 16 Ländern an dem Forschungsprojekt. China, Taiwan und Indien haben ihre Ergebnisse schon am Morgen vorgestellt. Bis zum Nachmittag wollen die Jugendlichen in ganz Europa ihre Messungen präsentieren – per Videokonferenz, versteht sich. Denn jede Gruppe forscht in der Heimat für sich.

Flugrichtung der Myonen soll bestimmt werden

Am Desy in Zeuthen steigt die Spannung. Die Jugendlichen diskutieren, wer die Ergebnisse später – in Englisch – vorstellen wird. Amandine (18) und Marielle (19) von einem Berliner Gymnasium erklären sich schließlich bereit. Bevor es soweit ist, erklärt Doktorand Marcel Usner das Experiment. Die Schüler, die meisten von ihnen stehen kurz vor dem Abitur, sollen die Myonen mit speziellen Detektoren messen. Diese registrieren Signale, die durch die Datenauslesekarte an einen Computer übertragen und anschließend mit einem speziellen Messprogramm ausgewertet werden. Die Schwierigkeit des Experiments besteht nicht nur darin, die Myonen in der Luft nachzuweisen, sondern auch ihre Flugrichtung zu bestimmen – eine Aufgabe, die den Schülern bis zur Ergebnispräsentation einiges abverlangt. Sie müssen Vermutungen aufstellen, das Experiment sorgfältig planen und die Daten genau erfassen. Genau darum geht es laut Carolin Schwerdt beim Cosmic Day: „Wir wollen, dass die Jugendliche Einblicke in Naturwissenschaften gewinnen und nachempfinden, wie Wissenschaftler arbeiten.“

Forschungszentrum Desy

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron (Desy) zählt zu den weltweit führenden Beschleunigerzentren.

Mit Großgeräten erkunden Forscher den Mikrokosmos – vom Wechselspiel kleinster Elementarteilchen über das Verhalten neuartiger Nano-Werkstoffe bis hin zu lebenswichtigen Prozessen, die zwischen Bio-Molekülen ablaufen.

Jährlich forschen mehr als 3000 Wissenschaftler aus mehr als 40 Nationen am Desy. Dessen Hauptstandort befindet sich in Hamburg.

Marielle ist begeistert: „Das Universum ist ein spannendes Forschungsfeld. Leider kommt es im Physikunterricht viel zu kurz.“ Die 19-Jährige will ihre Präsentationsprüfung im Rahmen des Abiturs zum Thema Teilchenphysik ablegen. „Vielleicht ergibt sich eine Problemfrage für meine Prüfung“, erhofft sie sich.

Von Josefine Sack

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