Be- oder Entschleunigung, das ist hier die Frage…

Die 8AR, österreichischer PiA-Preisträger, besucht das CERN

Unsere Klasse hat im letzten Schuljahr alle 24 Experimente des physikalischen Adventkalenders PiA korrekt durchgeführt und die Lösungen online gesendet.

Unsere Arbeit wurde von der Universität Göttingen mit einem sehr coolen Preis honoriert: ein zweitägiger Besuch des CERN mit vielen interessanten Programmpunkten.

Am 2. Februar war es dann endlich so weit, unsere  magische Reise in die Welt der Teilchen begann. Wir trafen uns nachmittags am Flughafen Wien - Schwechat, wo wir schon sehnsüchtig auf unser Flugzeug warteten, welches uns sicher, gemeinsam mit Prof. Steli und Prof. Eßletzbichler nach Genf bringen sollte.

Nachdem wir unsere Rucksäcke in den Zimmern vom Hotel Admiral deponiert hatten, brachen wir dann auch schon zur ersten Mission auf, welche „Essen beschaffen“ lautete. McDonalds war unser Ziel. Mit vollen Bäuchen unternahmen wir noch einen Spaziergang im Regen, bevor wir wieder zur Unterkunft zurückkehrten und uns für den bevorstehenden Tag vorbreiteten.

Gestärkt vom Frühstück brachen wir am 3. Februar auf und betraten um 8:30 das CERN- Gelände. Dort erwartete uns bereits unser Guide, Dr. Jeff Wiener, ein österreichischer Physiker. Zuerst besuchten wir die Ausstellung „Microcosm“, die viele Special Effects für die Besucher offerierte und sehr interessant war. Vor allem erhielt die Nebelkammer, welche dort zu begutachten war, ein großes Maß an Aufmerksamkeit. In jener konnte man beobachten, wie Teilchen in unserer unmittelbaren Umgebung durch den Raum flitzen. Es war sehr beeindruckend, wie schön man mit dieser Nebelkammer Elementarteilchen nachweisen kann.

Im Anschluss besichtigten wir den ältesten Beschleuniger, den Synchrocyclotron, am Cern.

Auch sind wir nach Frankreich spaziert, denn das Cern - Gelände erstreckt sich über eine riesige Fläche, die teilweise zur Schweiz aber auch zu Frankreich gehört. Die Europäische Organisation für Kernforschung in Genf wurde 1954 von 23 Mitgliedsstaaten gegründet. Highlight des Tages war die Besichtigung der Antimatter Factory. - Wie kann man Antimaterie „produzieren“? -  Hier sahen wir den gigantischen Aufbau der Teilchenentschleuniger ELENA und AD. Protonen, die vom Protonensynchroton kommen, werden auf ein Target (= Ziel) gerichtet. Beim Aufprall entstehen auch ein paar Antiprotonen. Diese werden vom AD entschleunigt, also aufgefangen und dienen verschiedenen Experimenten in der Antimatter Factory. Aufgabe des AD’s ist es, Unterschiede des Antiwasserstoff-Atoms (hat ein Antiproton im Kern) zu normalen Wasserstoff – Atomkernen (Protonen) zu finden. Bis jetzt wurden nur Symmetrien zum Wasserstoff nachgewiesen. Jeff, unser Guide, war mindestens so aufgeregt wie wir, als er erfahren hatte, dass wir direkten Zugang zum AD haben und diesen besichtigen dürfen. Ein Ereignis was nur alle 6 Jahre passiert. Bei Betrieb ist nur Befugten der Zutritt erlaubt. Dafür müssen mehrere Sicherheitsstufen, wie Drehen an einem bestimmten Schlüssel, der kurzfristig bekannt gegeben wird, Scan der Iris, usw. durchlaufen werden. Ein Grund mehr um coole Fotos vom AD zu schießen.

ELENA ist ein Entschleunigerring, der an den AD angeschlossen wird. Seine Aufgabe ist Antiprotonen noch mehr zu entschleunigen. Diese werden dann dem Experiment der G-Bar zugeführt. Die G – Bar soll untersuchen, ob Antiprotonen im Gravitationsfeld auch nach unten fallen. Es könnte ja sein, dass sich hier Antiteilchen anders verhalten. – Die Physiker wissen es bis jetzt noch nicht.

Am Nachmittag erfuhren wir bei einem Vortrag von Jeff Wiener die Aufgabengebiete des Forschungszentrums Cern. Dabei konnten wir viele Fragen stellen, die von ihm mit viel Engagement beantwortet wurden. Leider konnten wir nicht den LHC (Large Hadron Collider) besichtigen, da hier gerade, hundert Meter unter der Erde, Wartungsarbeiten an den Detektoren durchgeführt werden. Dafür besuchten wir LEIR, den Low Energy Ionen Ring.

An unserem zweiten Tag, dem 4. Februar, durften wir selbst im S’cool Lab eine eigene Nebelkammer mithilfe von Trockeneis und Isopropanol bauen. Sehr gut sah man, wie Alpha – Teilchen, Elektronen und Myonen Kondensationsspuren im verdunstenden Isopropanol – Nebel ziehen. Dicke raupenähnliche Figuren waren von Alpha – Teilchen, dünnere von Elektronen oder Myonen. Diese Eindrücke sorgten besonders für Gesprächsstoff in der Schule, und auch jener Raum, indem das „World Wide Web“ von Tim Berners - Lee und Robert Cailliau erfunden wurde, das uns jeden Tag in unserem Leben zu Diensten steht. -  Wie cool ist das denn?

Großer Dank geht an unseren Führer Jeff. Ein österreichischer Physiker, welcher am Cern arbeitet und sich die Zeit genommen hat uns durch die Räumlichkeiten vom Cern zu führen. Er erklärte uns die Geräte und die Geschichte von Cern auf sehr amüsante Weise. Wir konnten immer wieder über seinen Wortwitz und seine fast kabarettistischen Einlagen lachen. Jeff begleitete uns beide Tage durch das Cern - Gelände und war eine Riesenhilfe, um uns die physikalischen Grundlagen und Aufgaben beim Betrieb der Be- und Entschleuniger sowie Detektoren verständlich zu erklären. Auch die Physik im alltäglichen Leben brachte er uns mit lustigen Anekdoten aus seiner damaligen Lehrerzeit in Wien und seiner Berufserfahrung am CERN näher.

Da viele von unserer Klasse wegen VWA - Fertigstellung, Mathe – Kurs oder Schiurlaub in den Semesterferien zuhause geblieben sind, durfte uns auch ein Absolvent (Maturant vom Schuljahr 2018/19) begleiten und sich fortbilden.

Wir bedanken uns recht herzlich für die sehr interessant gestalteten Fortbildungstage, bei Dr. Jeff Wiener, Manager für Lehrerprogramme am Cern,  und bei Dr. Arnulf Quadt, ehemaliger Leiter vom Physikalischen Institut der Universität Göttingen, Teilchenphysiker am Cern und Leiter von PiA, sowie auch bei unserem Elternverein, der  die Reise zum CERN großzügig finanziell unterstützt hat.

Ein Beitrag von Daniela Pöchhacker und Matthias Mayer (Schülerin und Schüler der 8AR)