Kontrollraum statt Klassenzimmer

Bei dem Forschungswettbewerb „Beamline for Schools“ können sich Gruppen von Oberstufenschülerinnen und -schülern aus der ganzen Welt mit einem eigenen Experiment für einen Teststrahl – eine „Beamline“ – am CERN bewerben, um Forschung zwei Wochen lang live zu erleben. Letztes Jahr wetteiferten 178 Teams aus 49 Ländern, um ihre Forschungsvorschläge an den Beamlines zu testen. Da am CERN aber derzeit keine Teilchen aufeinander fliegen - der Large Hadron Collider (LHC) befindet sich planmäßig in einer langen Betriebspause und wird aufgerüstet -, ging es für die beiden Gewinnerteams aus den USA und den Niederlanden im Oktober 2019 für zwei Wochen auf dem Hamburger Campus des Forschungszentrums DESY.

Jugendliche erforschen fundamentale Fragen in der Physik

Im Oktober 2019 flog das Team „DESY Chain“ von Salt Lake City in den USA über den großen Teich nach Hamburg, um seine Hypothese zu testen. Die acht Schülerinnen und Schüler der West High School wollten die Empfindlichkeit von speziellen Materialien, den Szintillatoren, erforschen. Szintillatoren fluoreszieren, wenn sie mit Teilchen wie Elektronen oder Positronen interagieren und sind deshalb Schlüsselkomponenten in fast jedem Teilchendetektor.

Eine weitaus kürzere Anreise hatte das Team „Particle Peers“ aus Groningen in den Niederlanden. In ihrem Experiment verglichen die Jugendlichen Teilchenschauer aus Elektronen- und Positronenstrahlen. Ein Teilchenschauer wird erzeugt, wenn beschleunigte Elektronen oder Positronen mit einem Zielobjekt kollidieren und eine Vielzahl von neuen Teilchen sich weiter zerstreut. Die Particle Peers wollten wissen, ob sie einen Unterschied zwischen den Streuungen aus der Materie und denen aus der Antimaterie erkennen können. Hiermit widmen sie sich einer der fundamentalsten Fragen der Physik, die sich damit beschäftigt, warum es im Universum mehr Materie als Antimaterie gibt.

An der Beamline werden neue internationale Freundschaften geschlossen

Nach zwei Wochen harter Arbeit war es Ende Oktober dann endlich soweit und beide Teams konnten erste Ergebnisse präsentieren. Charles Bonkowsky, Mitglied des DESY Chain-Teams, erklärte: „In unseren Daten sehen wir definitiv interessante Energieverluste in den Szintillatoren. Es wird ein wenig Zeit brauchen, um alles zusammenzufassen und zu sehen, was der Energieverlust ist und wie er dem Rest der Daten entspricht.“

Isabelle Koster von Particle Peers sagte: „Wir hatten nicht erwartet, dass wir so große und so viele verschiedene Datensätze generieren! Das war ein echter Bonus. Wir konnten alles untersuchen, was wir uns vorgenommen hatten und wir haben auf dem Weg dorthin viele Freunde gemacht!“
Die beiden Teams haben während ihrer Experimente eng zusammengearbeitet und Materialien und Methoden der Datenverarbeitung ausgetauscht. Beide Teams wollen ihre Ergebnisse sogar in einem Fachjournal veröffentlichen!

Wie geht es dieses Jahr weiter?

Für BL4S 2020 haben fast 200 Teams Bewerbungen eingereicht. Abhängig von der Coronavirus-Situation wird BL4S erneut zu DESY nach Hamburg kommen. Auf der Webseite des Wettbewerbs können Sie sich über den aktuellen Bewerbungsstatus und zukünftige Forschungsprojekte und Gewinnerteams informieren!

Joseph Piergrossi