Arvid Gollwitzer am CERN

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.

Hier gab Peter Higgs die Entdeckung des Higgs-Bosons bekannt.

Wie kommt man zu der Möglichkeit, an einem Workshop am CERN teilzunehmen?

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.

Wie geht es weiter?

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.

Arvid Gollwitzer, einer von zwei Teilnehmern aus Deutschland.

Fotos: A. G.