Exkursion zum CERN: Einblicke in die Welt der Teilchenphysik

Ende des letzten Schuljahres durften wir im Rahmen unserer Exkursion die Europäische Organisation für Kernforschung (Conseil européen pour la recherche nucléaire, CERN) in Genf besuchen. Dieser Aufenthalt bot uns eine seltene Gelegenheit, hinter die Kulissen der weltweit führenden Forschungseinrichtung für Teilchenphysik zu blicken und die gigantischen Dimensionen der Wissenschaft hautnah zu erleben.


Pionierarbeit und Rechenleistung
Die Führung durch das CERN vermittelte uns beeindruckende Einblicke in die Pionierleistungen der Wissenschaftler. Ein besonderes Augenmerk lag auf der schieren Rechenleistung der Computersysteme, die notwendig ist, um die unvorstellbaren Datenmengen der Experimente zu verarbeiten und auszuwerten. Wir erfuhren, dass die Entwicklung dieser Recheninfrastruktur (aus der unter anderem das World Wide Web hervorging) selbst eine bahnbrechende wissenschaftliche Leistung darstellt und die Forschung am CERN erst ermöglicht.

Das ELENA-Projekt: Materie und Antimaterie
Ein Highlight war die Möglichkeit, den Aufbau des ELENA-Projekts (Extra Low ENergy Antiproton) aus nächster Nähe zu begutachten. Der Ringbeschleuniger dient dazu, Antimaterie – genauer gesagt Antiprotonen – auf extrem niedrige Energien abzubremsen. Dies erlaubt es den Forschern, die fundamentalen Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie präziser zu untersuchen, was eine der spannendsten Fragen der modernen Physik betrifft.


Experimentieren und Erforschen im Schülerlabor
Im Schülerlabor konnten wir selbst zu Forschern werden. Unter Anleitung bauten wir Nebelkammern und machten damit die natürlich vorkommende radioaktive Strahlung – insbesondere die von kosmischen Teilchen – sichtbar. Es war faszinierend zu sehen, wie die unsichtbaren Spuren winziger Teilchen in Form von Kondensstreifen in der Kammer sichtbar wurden.

Die fertige Nebelkammer: Im Deckel der Box befindet sich ein in Isopropanol getränktes Vlies, auf dem Boden Trockeneis. Dieses Isopropanol verdunstet und sinkt als übersättigter Dampf nach unten. Wenn nun ein ionisierendes Teilchen (z.B. natürliche radioaktive Strahlung) den übersättigten Dampf durchquert, erzeugt es durch Stöße Ionen, wodurch an diesen Stellen das Isopropanol kondensiert und feine Tröpfchen entstehen. Dadurch werden die Spuren der Teilchen als feine Kondensstreifen sichtbar.
Unter den folgenden Links kann man Videoaufnahmen der Nebelkammer im laufenden Betrieb ansehen:
Video 1 Video 2 Video 3 Video 4 Video 5 Video 6 Video 7

Den Abschluss unseres Besuchs bildete das frei zugängliche Museum, das die Geschichte und die Meilensteine des CERN in anschaulicher Weise darstellt und die Bedeutung der Teilchenphysik für unser Verständnis des Universums verdeutlichte.

Dieser Tag am CERN hat unseren Horizont in den Naturwissenschaften nachhaltig erweitert und uns die Bedeutung der Grundlagenforschung eindrucksvoll vor Augen geführt.
Wir danken außerdem der Maria und Ernst Keuser-Stiftung, die uns durch ihre finanzielle Unterstützung die Durchführung dieser inspirierenden Exkursion stark erleichtert hat.

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