Schüler des Leibniz-Gymnasiums auf der Suche nach dem Higgs-Boson
Dass Physik fesselnd sein kann und Licht ins Dunkel unseres Daseins bringen kann, versuchte ein Team des Lehrstuhls Physik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Schülern des Leibniz-Gymnasiums nahezubringen. Was die Welt im Innersten zusammenhält – die Teilchenphysik kennt die Antwort fast, nur das Higgs-Boson muss noch nachgewiesen werden. Die Suche nach diesem letzten Teilchen des Standardmodells stand im Mittelpunkt der Veranstaltung Masterclasses Physics. Mit diesem Projekt will das Netzwerk Teilchenwelt interessierte und talentierte Schüler für aktuelle Forschungsgebiete der Physik begeistern.
Die Physikerinnen Dr. Kathrin Valerius und Sabine Häffner führten die Leibniz-Schüler in die Welt der Bosonen, Quarks und Antiquarks ein. Standen diese zu Beginn der Veranstaltung noch wie Hieroglyphen im Raum, entwickelten sie sich am Ende zu geläufigem Vokabular für die Zehnt- bis Zwölfklässler des Leibniz-Gymnasiums. Außerdem vermögen die Schüler nun die Frage zu beantworten, die den goetheschen Faust in tiefe Depressionen stürzte: Was hält die Welt im Innersten zusammen? Dass es sich dabei um Quarks und Bosonen handelt, die in jedem Proton vorhanden sind, hätte Faust zwar bestimmt interessiert – gerettet hätte es ihn wohl aber auch nicht.
Die knapp 30 Schüler durften in einem praktischen Teil der Masterclass Originaldaten des LHC (Large Hadron Collider), einem Teilchenbeschleuniger am Europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf, auswerten. Das fesselte die Physikbegeisterten und ermöglichte allen einen einmaligen und sehr realitätsnahen Einblick in die Tätigkeitsfelder eines Physikers. Anhand von Querschnitten aus dem Teilchenbeschleuniger konnten die Schüler dem wohl aktuellsten physikalischen Problem selbst nachgehen: Sie begaben sich auf die Suche nach den einzigen noch nicht experimentell nachgewiesenen Teilchen – dem Higgs-Boson. Eifrig analysierten die Leibniz-Schüler hierbei die Folgen der Protonenkollisionen, die durch Beschleunigen der Protonen auf über 99% der Lichtgeschwindigkeit im Teilchenbeschleuniger und anschließendes Aufeinanderlenken der beiden Teilchen hervorgerufen wird.
Tausend solcher, in der Vergangenheit tatsächlich durchgeführter und schon bearbeiteter Kollisionen wurden von den Schülern in fleißiger Arbeit ausgewertet. Das Ergebnis dabei war mehr als positiv, denn die Leibnizianer entpuppten sich als talentierte Higgs-Bosonen-Entdecker, indem alle in den tausend Versuchen vorhandenen Higgs-Teilchen von den Schülern richtig identifiziert wurden. Bei einem abschließenden Quiz zur Wissenssicherung konnte sich vor allem Sebastian Ziegler hervortun, der alle Fragen fehlerfrei beantwortete und dafür mit einem Physikbuch belohnt wurde.
Philipp Bitzenbauer, einer der teilnehmenden Schüler: „Für mich war es ein erkenntnisreicher Tag mit vielen neuen Eindrücken und Erfahrungen, die für alle Teilnehmer eine Bereicherung darstellen dürften. Außerdem sind viele von uns, die schon zuvor mit einem Physikstudium geliebäugelt hatten, vollends überzeugt worden. Und wenn nicht, dann wissen sie nun immerhin, was die Welt im Innersten zusammenhält – und das kann ja wahrlich nicht jeder von sich behaupten“.
Text: Philipp Bitzenbauer, Fotos: Christof Böhm, Wolfgang Locke