Teilchenphysik-Workshop<\/p>\n
Am 9. M\u00e4rz 2018 wurden wir, der Physik-Profilkurs von Herrn Breth, zu Teilchenphysikern. Nein, wir haben kein Physik-Studium im Schelldurchlauf gemacht, sondern an einem sehr spannenden ganzt\u00e4gigen Workshop teilgenommen, auf den wir in den Wochen zuvor im Unterricht vorbereitet wurden:
Wir tauchten f\u00fcr einen Tag in die faszinierende Welt der Elementarteilchen-Forscher ein und durften uns mit echten Daten vom Teilchenbeschleuniger LHC (\u201eLarge Hadron Collider\u201c) am CERN am Auswerten von so genannten \u201eEreignissen\u201c versuchen. Doch was bedeutet das jetzt?<\/p>\n
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CERN ist die Abk\u00fcrzung f\u00fcr \u201eConseil europ\u00e9en pour la recherche nucl\u00e9aire\u201c oder auf Deutsch: \u201eEurop\u00e4ische Organisation f\u00fcr Kernforschung\u201c.Wie vielleicht einige von euch wissen, werden dort Experimente mit Teilchenbeschleunigern durchgef\u00fchrt, um Grundlagenforschung zu betreiben. Also um Fragen wie \u201eWie funktioniert das Universum?\u201c und \u201eWie ist es entstanden und warum?\u201c irgendwann beantworten zu k\u00f6nnen.
Im Teilchenbeschleuniger LHC kollidieren auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigte Protonen miteinander. Dabei messen Detektoren (in diesem Fall der ATLAS-Detektor) um die Kollisionsstelle herum, welche Teilchen bei dem Zusammenprall entstanden sind. Einsteins Relativit\u00e4tstheorie besagt n\u00e4mlich, dass Energie \u00e4quivalent zur Masse ist. Das hei\u00dft also, dass bei einer gen\u00fcgend gro\u00dfen Energiezufuhr Masse entstehen kann. Genau das passiert im Teilchenbeschleuniger. Die kinetischen Energien der aufeinanderprallenden Protonenpakete bilden viele andere Teilchen, die man versucht nachzuweisen.<\/p>\n
Bis jetzt lernten wir im Physik- und Chemieunterricht, dass die Protonen, Neutronen und Elektronen die kleinsten Bausteine der Atome sind, doch so ganz stimmt das gar nicht. Das Elektron ist ein Elementarteilchen und ist somit nicht mehr teilbar (nach unserem heutigen Wissen). Protonen und Neutronen jedoch bestehen aus anderen Elementarteilchen, den sogenannten Quarks. Auf der Abbildung unten sieht man eine \u00dcbersicht aller Elementarteilchen.
Bei dem Workshop durften wir Messdaten vom ATLAS-Detektor auswerten und versuchen, das Entstehen von Z-Bosonen, nachzuweisen. Dieses Teilchen selbst kann man nicht nachweisen, da es sehr schnell nach seiner Entstehung wieder zerf\u00e4llt. Man muss also die Teilchen suchen, in die es zerf\u00e4llt. Das Z-Boson nachzuweisen ist sehr wichtig, da dieses das Zerfallsprodukt des Higgs-Bosons ist, einem Teilchen welches man lange versucht hat experimentell nachzuweisen, da es das Standardmodell der Elementarteilchen vervollst\u00e4ndigt. Im Jahr 2012, wurde es am LHC am CERN zum ersten Mal nachgewiesen und im Jahr danach der Physik-Nobelpreis an die \u201eEntwickler\u201c dieser Theorie, Fran\u00e7ois Englert und Peter Higgs, verliehen.<\/p>\n
Gemeinsam mit zwei Studenten der Humboldt Universit\u00e4t zu Berlin haben wir an Computern diese Teilchen nachgewiesen und erhielten anhand von \u00dcbungen und Vortr\u00e4gen einen \u00dcberblick \u00fcber die komplizierten Zusammenh\u00e4nge der Teilchenphysik. Zur\u00fcckblickend haben uns die Unterrichtseinheit \u201eTeilchenphysik\u201c und der anschlie\u00dfende Workshop die Welt der Forscher am CERN n\u00e4hergebracht und uns gezeigt, wie die Grundlagenforschung am CERN funktioniert.<\/p>\n
Wir bedanken uns beim Forschungszentrum DESY der Helmholtz-Gemeinschaft und unserem Physik-Profilkurs-Lehrer Herr Breth f\u00fcr die M\u00f6glichkeit, an solch einem Workshop teilnehmen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n