Bericht von einem MINT-Camp

Ich habe vom 23.10. – 27.10.2017 am MINT-Camp „Teilchen- und Astroteilchenphysik“ teilgenommen. Das 5-tägige MINT-Camp wurde vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Zeuthen – knapp außerhalb von Berlin – veranstaltet. Die 12 Plätze wurden wie bei allen anderen MINT-Camps auch über das Schulnetzwerk „MINT-EC“ vergeben, dem die Ziehenschule angehört. Das Camp begann mit einer Besichtigung des dortigen Linearbeschleunigers PITZ, bei dem die Eigenschaften des Elektronenstrahls gemessen und optimiert werden. Das Kernstück des Beschleunigers, die Elektronenquelle (Gun), wird anschließend zum Hauptstandort des DESYs nach Hamburg transportiert, damit dort mit ihm geforscht werden kann. Die Funktionsweise wurde uns im Beschleunigertunnel erklärt und gezeigt.

Der restliche und folgende Tag bestand hauptsächlich aus Vorträgen („Masterclasses“) zu den Aussagen des Standardmodells. Dieses beschreibt alle bisher gefundenen Elementarteilchen, also die kleinsten Teilchen aus denen jedes Proton, Neutron und letztlich alle Materie aufgebaut ist und deren Wechselwirkungen untereinander. Hierbei wurde auch damit begonnen, Daten aus dem ATLAS-Detektors, einem Detektor des Teilchenbeschleunigers LHC am Cern bei Genf, auszuwerten.

An den restlichen Tagen haben wir ein ATLAS-Modell aufgebaut. Einige Teilnehmer haben auch ein Erklärvideo zu ATLAS und seinem Aufbau gedreht. Auch einen kleinen Ausflug nach Berlin haben wir an einem Nachmittag gemacht.

Ein besonderes Highlight der Woche war die „Masterclass“ zu IceCube, einem Detektor, der Neutrinos nachweist. Das sind ungeladene Elementarteilchen, von denen jede Sekunde Hunderte Billionen durch die Erde fliegen, ohne in irgendeiner Form mit ihr zu interagieren. Die Aufgabe des Detektors ist es, in den klaren Eisschichten des Südpols einige der seltenen Wechselwirkungen mit der Materie der Erde zu beobachten. Hierzu haben einige deutsch- und englischsprachige Doktoranden IceCube erklärt, damit wir später auch hier Daten auswerten konnten.

Der Abschluss des MINT-Camps war schließlich der Bau einer Nebelkammer. Hierbei wurde eine Plexiglasbox mit Metallboden benutzt, an deren Deckel eine in Alkohol getränkte Filzscheibe befestigt war und deren Unterboden mit Trockeneis gekühlt war. Man konnte beim Anleuchten mit einer Taschenlampe beobachten, dass in dem von der Filzplatte herabsinkenden „Nebel“ aus verdunstetem Alkohol Schlieren entstehen. Dies erklärt sich dadurch, dass die Alkoholtröpfchen „ionisieren“ und die Bahn vieler Teilchen sichtbar machen, indem diese kurzzeitig dorthin angezogen werden.

Die Spuren ließen sich anschließend sehr gut identifizieren als Elektronen, Myonen (elektronähnlich, aber schwerer) und Alphateilchen. Ursprung sind zum einen Teilchenquellen aus dem All und zum anderen die natürliche Radioaktivität auf der Erde. Dies bestätigte sich ebenfalls dadurch, dass die Spurenhäufigkeit zunahm, als wir einen „leicht“ radioaktiven Thoriumstab an die Nebelkammer gehalten haben.

Das gesamte Camp war für mich ein großer Gewinn, da ich das Forschungsinstitut DESY kennenlernen konnte. Dieses kaum schulisch behandelte Teilgebiet der Physik ist schlichtweg unglaublich faszinierend und hat noch viele offene Fragen zu beantworten. Insbesondere die Vorträge über IceCube waren sehr interessant und das Konzept, dass wir unser Wissen bei den realen wissenschaftlichen Beobachtungsdaten anwenden konnten, hat mir sehr gefallen.

Text und Fotos: Hjalmar Brunßen (3.12.2017)