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Vom 7.12.-10.12. besichtigten wir, eine 26-köpfige Gruppe bestehend aus SchülerInnen der 7. und 8. Klasse, Frau Prof. Wenzel und Herr Prof. Hofbauer, das CERN, das weltweit größte Forschungszentrum für Teilchenphysik in Genf. Während einiger Vorbereitungsstunden tauchten wir tiefer in die Welt der Teilchenphysik ein und versuchten zu verstehen, was am CERN gemacht wird.

Wie man bereits im ersten Jahr Physik lernt, ist alles aus Atomen aufgebaut. Am CERN wird hauptsächlich mit den Kernen von Wasserstoff-Atomen (= Protonen) gearbeitet. Diese werden in immer größer werdenden Kreisbeschleunigern in Modell ZerspragelungPaketen mit ca. 2000 Teilchen mit Hilfe von elektrischen Feldern und Magneten auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und aufeinander geschossen. Die Teilchen werden aufgrund des Lorentzkraft-Gesetzes, welches besagt, dass auf bewegte Teilchen in einem Magnetfeld eine Kraft wirkt, in der Kreisbahn gehalten. Bei Kollisionen kommt es zur „Zerspragelung“, was bedeutet, dass die neu entstandenen kleineren Teilchen, die oft nur den Bruchteil einer Sekunde vorhanden sind, in alle Richtungen davonfliegen. Die Masse, der Impuls und die Ladung der neu entstandenen Teilchen können in den Detektoren aus der Flugbahn der Teilchen ermittelt werden. Mit den gemessenen Werten arbeiten Forscher am CERN.

Zusammenfassung der Reise

Tag der Anreise: Die Vorfreude aller war bereits deutlich spürbar. Nach gut überstandenem Flug und Anreise zum Hostel, lebten wir uns sehr schnell ein. Ob bestellte Pizza oder in der Mikrowelle selbstgemachte Pasta wegen der fehlenden Kochplatten – die Küche war ein viel besuchter Treffpunkt an diesem Abend. Auch an den Folgetagen wurde oft in der Mikrowelle „gekocht“.

1. Tag am CERN: Herr Dr. Wiener, ein ehemaliger Lehrer an unserer Schule und jetziger Mitarbeiter am CERN, holte uns vom Haupteingang ab. Es gab ein dichtes Programm: Zunächst gab es einen kurzen Einführvortrag von Dr. Wiener, bei dem wir die wichtigste Lektion des Tages lernten: Fragenstellen bis zum Umfallen und Fotos machen bis der Handyspeicher voll ist. Danach ging es mit dem Shuttlebus zum Detektor CMS, bei dem wir eine Führung hatten. Wir wurden durch die Magnettesthalle, die Antimateriefabrik und das Data Center geführt.

Während der Führungen lernten wir viel Neues:

Der LHC (= Large Hadron Collider) ist mit ca. 26,6 km Länge und 8,5 km Durchmesser momentan der größte Kreisbeschleuniger am CERN. Bei Vollbetrieb bewegen sich etwa 2800 der zuvor erwähnten Teilchenpakete gleichzeitig mit LHCnahezu Lichtgeschwindigkeit in diesem fort. Die Energie, die bei einer Kollision freigesetzt wird, entspricht der von zwei kollidierenden Personenzügen bei ca. 80 km/h. Der CMS-Detektor (Compact Muon Solenoid) ist im Verhältnis zu den anderen Experimenten am LHC mit 21 m Länge, 15 m Durchmesser und 14000 t klein. Er ist besonders gut geeignet, um Myonen zu vermessen. Nur ein Bruchteil der gemessenen Kollisionen wird im Data Center gespeichert. In der Magnettesthalle werden die in den Beschleunigern verwendeten Magneten auf Fehler untersucht. Das Ziel in der Antimateriefabrik ist es, die bei Teilchenkollisionen entstandene Antimaterie einzufangen und diese zu untersuchen. Da Antimaterie und Materie sich auflösen, sobald sie in Kontakt kommen, ist dies jedoch sehr schwer und immer nur kurzzeitig möglich. In diesem Bereich der Teilchenphysik gibt es in Zukunft noch einiges zu erforschen.

2. Tag am CERN: An diesem Tag waren wir gefordert. Nach kurzer Führung beim Synchro-Zyklotron, dem ältesten Beschleuniger, bauten wir Nebelkammern, in denen man Teilchen, beispielsweise Myonen, sichtbar machen kann. Die Anleitung für den Versuch, den man auch zu Hause durchführen kann, findet man unter https://scool.web.cern.ch/classroom-activities/cloud-chamber. Außerdem schauten wir uns die Ausstellungen Microcosm und GLOBE an. Am Abend spazierten wir durch die winterlich geschmückte Stadt.

Tag der Abreise: Vormittags war eine Rätselrallye geplant, die aufgrund des schlechten Wetters nur wenige Gruppen durchführten. Abschließend aß die gesamte Gruppe in einer Pizzeria zu Mittag und ließ die Exkursion entspannt ausklingen.

Resümee:  Insgesamt lässt sich sagen, dass die Exkursion ans CERN für alle Beteiligten eine neue und gute Erfahrung gewesen ist. Wir haben viel Interessantes,  aber auch Kompliziertes dazugelernt, mit dem sich einige von uns in Zukunft näher beschäftigen möchten. Wenn das CERN-Modul in einigen Jahren erneut angeboten wird, können wir jedem nur wärmstens empfehlen, sich dafür anzumelden. Es ist eine einmalige Erfahrung und auch eine seltene Möglichkeit, durch hochinteressante Vorträge und Experimente, die Teilchenphysik näher kennenzulernen.                                 

Markus und Flo 7C

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