Ein
Praktikum am CERN, wo der Aufbau der Materie untersucht wird. Arvid Gollwitzer
wurde als einer von 30 Schülern unter 2000 internationalen Bewerbern für ein Praktikum am CERN ausgewählt.
Dem WGtarier berichtet er davon.
Daten zum CERN
- 22 Mitgliedstaaten sind beteiligt
- 3.2000 Mitarbeiter: das größte Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik
- Über 10.000 Gastwissenschaftler aus 85 Nationen forschen/forschten am CERN
- Jahresbudget: rund eine Milliarde Euro
- Energiekosten: rund 71 Millionen Euro pro Jahr
- Large Hadron Collider: mit 27 km Länge der größte Teilchenbeschleuniger der Welt
- Bei Kollisionen der beschleunigten Teilchen entstehen Temperaturen, die 1.000.000.000 mal größer sind als im Inneren der Sonne
- 2012 Entdeckung des Higgs-Bosons, das populärwissenschaftlich als Gottesteilchen bezeichnet wird, weil das sogenannte Higgs-Feld anderen Elementarteilchen, die es durchqueren überhaupt erst Masse verleiht. Das ist die Voraussetzung für die Entstehung von Materie, also von Sonnen, Planeten, Lebenwesen, kurz, allem, was es gibt.
Der Large Hadron Collider. |
Was ist das CERN?
Das CERN ist die
Europäische Organisation für Kernforschung mit 22 Mitgliedsstaaten (Conseil
européen pour la recherche nucléaire) mit internationaler Bedeutung. Im
Vordergrund steht Grundlagenforschung, dabei ist es das Ziel, mithilfe großer Teilchenbeschleuniger den Aufbau von
Materie besser zu verstehen.
Der zurzeit größte
und international bedeutendste Teilchenbeschleuniger ist der Large Hadron
Collider (LHC).
In Bezug auf die
Energie und Anzahl der Kollisionen ist er der weltweit leistungsfähigste
Teilchenbeschleuniger.
Im Wesentlichen besteht der LHC aus einem ca. 27 km
langen, unterirdisch in der Schweiz und Frankreich verlegten Beschleunigerring.
Die Analyse von Teilchenkollisionen geschieht durch mehrere Detektoren am
Beschleunigerring.
In diesem Zusammenhang zeichnet sich das CERN z. B. durch
die Entwicklung des World Wide Web oder bedeutende
Entdeckungen wie das Higgs-Boson aus. Dabei handelt
es sich um ein wichtiges Teilchen des Standardmodells, das letztendlich für
Gravitation verantwortlich sein soll. Durch den LHC konnte dieses Teilchen
experimentell nachgewiesen werden.
Wie kommt man zu
der Möglichkeit, an einem Workshop am CERN teilzunehmen?
Hier gab Peter Higgs die Entdeckung des Higgs-Bosons bekannt. |
Voraussetzung für
eine Teilnahme ist ein umfangreiches Engagement im Bereich der
Astro-/Teilchenphysik. Das „Netzwerk Teilchenwelt“ bietet Workshops und
Projektwochen für Jugendliche aus dem Mitgliedsländern des CERN an. Dabei
werden aus allen Bewerbern meist rund 30 Kandidaten - ein bis zwei pro Land - mit den überzeugendsten
Bewerbungen ausgewählt. Für eine solche Bewerbung sind
bisherige Erfolge im MINT-Bereich und die erfolgreiche Teilnahme an
Qualifikationsprogrammen des Netzwerks Teilchenwelt entscheidend.
Welche Aktivitäten
gab es? Wie sah das Programm in etwa aus?
Das Programm
bestand im Wesentlichen aus zwei Teilen. Zu Beginn standen Führungen und die
Besichtigung wichtiger Forschungsprojekte-und Standorte wie der „Antimatter Factory“ (Herstellung und
Aufbewahrung von „Antiteilchen“) oder des Synchrocyclotrons, dem ersten
Teilchenbeschleuniger am CERN (inzwischen nicht mehr in Betrieb) im
Vordergrund.
Synchrocyclotron. |
Im zweiten Teil
hatte ich die Möglichkeit, durch Vorlesungen, Vorträge und
persönliche Gespräche einen Einblick in konkrete Forschungsprojekte und die
Arbeit am CERN generell zu erhalten. Ein ganz besonderer Punkt war dabei das
Gespräch mit bereits langjährigen Forschern und Mitarbeitern, was einen sehr
umfangreichen und detaillierten Einblick
in deren Forschung ermöglichte.
Dadurch waren z.
B. Besuche des Antiproton Decelerators zur langfristigen Lagerung von Antimaterie), der Magnettesthalle, dort werden
Elektromagnete für den LHC getestet und des Compact Muon Solenoid (CMS; einer der
vier Detektoren am LHC) möglich.
Antiproton Decelerator. |
Lagerung von Antimaterie. |
Compact Muon Solenoid, einer der Detektoren am LHC. |
CMS Kontrollraum. |
Eines der spannendsten Projekte dabei war die
Bestrahlung von Tumoren mit Antiprotonen. Dieses Verfahren wird bisher noch an
Zellkulturen getestet, soll später jedoch den großen Vorteil bieten, einen
Tumor mit deutlich geringerer Beschädigung des umliegenden Gewebes behandeln zu
können.
Die gesamte Zeit
am CERN war eine sehr wertvolle Erfahrung. Durch diesen ersten Aufenthalt am
CERN hatte ich die Möglichkeit, neue Kontakte zu knüpfen und einen
umfangreichen Einblick in den international bedeutendsten Standort für
Grundlagenforschung zu erhalten.
Dieser Workshop
war keineswegs ein einmaliges Engagement. Neben dem Aufenthalt am CERN nehme
ich bereits an einer Vielzahl von Auswahlverfahren, Angeboten des MINT-EC und
Wettbewerben teil. Nach diesem Workshop gibt es die Möglichkeit, noch an einer Projektwoche am CERN teilzunehmen.
Alle diese
Aktivitäten liefern die Grundlage für eine Bewerbung an der Universität
Cambridge.