Von Wissenschaftlern in die Teilchenphysik eingeführt zu werden – diese Gelegenheit bot sich vor kurzem 30 Schülerinnen und Schülern an der Weidigschule Butzbach. Anlass war das „MINT-EC-Forum Teilchenphysik-Masterclass“, welches jährlich rotierend an einer der sechs kooperierenden Schulen stattfindet. Neben Weidigschülern waren auch Schüler der Gießener Liebig-Schule, der Wetzlarer Goetheschule, des Gymnasium Johanneum in Herborn, des Gymnasium Philippinum in Weilburg sowie der Martin-Luther-Schule Marburg zur Weidigschule gekommen, um einen Tag lang spannende Einblicke in den Aufbau der Materie, die Detektierung von Elementarteilchen sowie die Auswertung von Detektordaten zu erhalten.

Organisiert und umgesetzt wurde die Teilchenphysik-Masterclass von Wissenschaftlern aus der Arbeitsgruppe von Professor Kai Brinkmann vom II. Physikalischen Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen in Zusammenarbeit mit der Fachbereichsleitung MINT der Weidigschule, Dr. Anke Ordemann.

Um die Teilnehmenden auf den Betrieb von Nebelkammern zur Sichtbarmachung von Teilchenspuren sowie die Analyse von Detektordaten vorzubereiten, wurden ihnen zunächst auf studiumsnahen Niveau grundlegende Begriffe und Methoden der Teilchenphysik erläutert sowie der derzeitige Stand der Forschung zu Elementarteilen und deren Wechselwirkungen in einem trotz des hohen fachlichen Anspruchs sehr anschaulichem Vortrag von Kim Giebenhain vermittelt. Im Anschluss konnten die Schülerinnen und Schüler, auf die vorher vermittelten theoretischen Grundlagen zurückgreifend, in Kleingruppen selbstständig Nebelkammern bauen und betreiben. Für viele war dies der Höhepunkt des Tages, da man mit Nebelkammern ionisierende Strahlung nachweisen und anhand der Tröpfchenspuren Aussagen über Masse, Ladung und Energie der beteiligten Teilchen vornehmen kann. Die Teilnehmer zeigten sich begeistert, wie viele Spuren sie beobachten konnten. Weiterhin wurde die Vorgehensweise, erst den theoretischen Hintergrund vermittelt zu bekommen, um dann das neue Wissen in der Praxisphase anwenden zu können, positiv hervorgehoben. Auch das – im Vergleich zum normalen Unterricht und vielen anderen außerunterrichtlichen Angeboten – fachlich sehr hohe Niveau wurde von den Schülerinnen und Schülern, die überwiegend Physik oder Chemie als Leistungskurs belegen, als angenehme Abwechselung gelobt.

Im weiteren Verlauf bot der Tag einen Überblick über die Funktionsweise von Teilchenbeschleunigern und Detektoren sowie einen Crashkurs in der Programmiersprache Python. Denn zum Abschluss ging es in den Computerraum, um mithilfe von Python Daten eines Myonendetektors zu analysieren, welche bei einem Stratosphärenballon-Flug aufgenommen worden waren.

Die Teilnehmenden lobten besonders die Möglichkeit, schulübergreifend mit anderen Physik-Interessierten ins Gespräch zu kommen. Auch das Angebot der Referenten, Fragen zum Unileben und Physikstudium zu stellen, fand Anklang.

Die beteiligten MINT-EC-Schulen planen, die erfolgreiche Zusammenarbeit weiterzuführen und im kommenden Schuljahr die insgesamt achte derartige Teilchenphysik-Masterclass stattfinden zu lassen.

Ermöglicht wurde die Masterclass auch durch die Unterstützung vom Netzwerk Teilchenwelt, welches ein Netzwerk aus über 30 Teilchen-, Astroteilchen- sowie Kern- und Hadronenphysik-Forschungsinstituten in Deutschland und des CERN ist, das bundesweit aktuelle Forschungsinhalte an Jugendliche und Lehrkräfte vermittelt. Dieses Netzwerk wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert, Schirmherrin ist die Deutsche Physikalische Gesellschaft.