Begabungsstützpunkt und W-Seminar Astrophysik besuchen das Europäische Forschungszentrum für Teilchenphysik CERN

Was ist die Dunkle Materie? Warum blieb vom Urknall nur Materie und keine Antimaterie übrig? Warum haben Teilchen eine Masse? Mit solchen und vielen anderen fundamentalen Fragen beschäftigen wir uns am Begabungsstützpunkt und im W-Seminar „Astrophysik“. Am CERN bei Genf arbeiten Wissenschaftler aus der ganzen Welt zusammen, um die Geheimnisse des Universums zu erforschen. Im LHC, dem größten Teilchenbeschleuniger der Welt lassen die Forscher Protonen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit zusammenstoßen. Dabei entstehen Teilchen, die es nur kurz nach der Entstehung des Universums gab. Riesige, unterirdische Experimente gewähren Einblicke in den Zustand des Universums unmittelbar nach dem Urknall und geben Antworten auf die grundlegenden Fragen der Astrophysik.

Im März und April 2018 fuhren wieder Schülerinnen und Schüler des Begabungsstützpunkts Memmingen und des W-Seminars „Astrophysik“ am Bernhard-Strigel-Gymnasium nach Genf, um die „Faszination CERN“ zu erleben. Professoren aus München und Freiburg ermöglichten uns spannende Einblicke in eines der bedeutendsten Forschungszentren der Welt.

ATLAS und CMS sind die größten Teilchendetektoren am CERN. Mit diesen Experimenten wurde 2012 das Higgs-Teilchen entdeckt, das notwendig ist, um zu verstehen, warum Körper Masse haben. Higgs-Teilchen und Dunkle Materie waren die Themen, über die Wissenschaftler der ATLAS-Kollaboration in diesem Jahr mit den Schülern diskutierten. Am ATLAS Kontrollzentrum lernten wir viel über die Arbeitswelt eines Physikers am CERN. Unser Besuch am CMS-Detektor führte uns schließlich fast 100 Meter unter die Erde.

Unter der Anleitung von Prof. Dr. Martin Faessler und seinen Mitarbeiterinnen durften wir am COMPASS-Experiment aus nächster Nähe lernen, wie die innerste Struktur von Wasserstoffkernen erforscht wird und dass es sich beim zentralen Teil des Experiments um den kältesten ausgedehnten Ort im Universum handelt.

Bei einem Besuch am CERN Rechenzentrum erfuhren wir nicht nur, dass am CERN 1990 das World Wide Web als Informationssystem für Teilchenphysiker entwickelt wurde. Hier wird, zusammen mit weiteren großen Computerzentren auf der ganzen Welt die ungeheure Rechenleistung zur Verfügung gestellt, die man benötigt, um die von den Experimenten am CERN gelieferten Daten auszuwerten.

In der riesigen Experimentierhalle der „Antimateriefabrik“ des CERN durften die Schülerinnen und Schüler die Versuche bestaunen, mit denen man gerade versucht, herauszufinden, wodurch sich Antimaterie von Materie unterscheidet. Eine der wichtigsten Fragen ist dabei, ob Antimaterie im Schwerefeld der Erde – wie alle uns bekannten Körper – fällt, oder ob sie steigt. Die Antimaterieforschung am CERN könnte in den nächsten Jahren Licht in eines der großen Rätsel der Astrophysik zu bringen: Warum dehnt sich das Universum aus und wird dabei immer schneller?

ATLAS Visitor Centre

ATLAS Kontrollzentrum

Am Genfersee

CMS Service Kaverne

Antimateriefabrik

Text und Bilder: Andreas Kellerer