Deutschlandweit finden jedes Jahr rund 150 Teilchen- oder Astroteilchenphysik-Masterclasses von Netzwerk Teilchenwelt statt. Allein die Universität Bonn, die seit zehn Jahren am Projekt beteiligt ist, bietet ein- bis zweimal im Monat Masterclasses an Schulen, an der Uni oder im Deutschen Museum Bonn an. Diese werden von Nachwuchswissenschaftlern der experimentellen und theoretischen Teilchenphysik sowie von Lehramtsstudierenden durchgeführt.
Nachdem wegen der Maßnahmen zur Eindämmung des neuartigen Coronavirus alle Masterclasses deutschlandweit abgesagt worden waren, hat sich in Bonn schnell eine Gruppe von Freiwilligen gefunden, die bereit war, das Angebot online fortzusetzen und das Format der Veranstaltung anzupassen. Nach kurzer Vorbereitung wurde dann am 28. und 29. April eine Masterclass erstmals per Videokonferenz abgehalten.
Das Angebot war für interessierte Schülerinnen und Schüler ab der zehnten Klasse offen und stieß auf sehr großes Interesse, so dass die 20 Plätze innerhalb kurzer Zeit vergeben waren. „Wir waren selbst überrascht, wie schnell die Veranstaltung ausgebucht war und wie viele Schüler bereit waren, so viel Zeit dafür zu investieren“, sagt Dr. Barbara Valeriani-Kaminski, die für die Aktivitäten des Netzwerks in Bonn verantwortlich ist und die Masterclass organisiert hat. „Normalerweise dauert eine Teilchenphysik-Masterclass fünf bis sechs Stunden. Wir haben die Veranstaltung auf zwei Nachmittage von 14 bis 18 Uhr gelegt, um den Teilnehmern vormittags Zeit für die Schulaufgaben zu geben. Zusätzlich wollten wir insgesamt mehr Zeit für die virtuelle Masterclass einplanen, um eventuelle Verzögerungen wegen technischer Probleme bei der Online-Durchführung zu berücksichtigen.“
Am ersten Tag wurden die Jugendlichen von den Studentinnen Inga Woeste und Johanna Rätz in die Welt der kleinsten Teilchen eingeführt. Mit Hilfe eines im Netzwerk entwickelten Online-Vorbereitungskurses zu den Grundlagen der Teilchenphysik brachten die zwei Lehramtskandidatinnen die Teilnehmer, die verschiedene Schulen besuchten, auf den gleichen Wissensstand und bereiteten sie auf den darauffolgenden wissenschaftlichen Vortrag vor. In diesem zeigte Dominik Köhler, der in der theoretischen Physik promoviert, was man heute über das, „was die Welt im Innersten zusammenhält“, schon weiß. Er erklärte aber auch, wie viele Fragen, wie zum Beispiel die nach der Dunklen Materie oder nach dem Ungleichgewicht von Materie und Antimaterie im Universum, noch unbeantwortet bleiben und wie wichtig das Zusammenspiel von Theorie und Experiment ist, um diese zu klären.
Als Beispiel dafür entwickelte er mit den Schülern ein theoretisches Modell zur Beschreibung der inneren Struktur des Protons, das am zweiten Tag der Masterclass experimentell untersucht wurde. In diesem Teil ging es nämlich um die experimentellen Methoden der Teilchenphysik und insbesondere um das ATLAS-Experiment am CERN, einen der vier Detektoren, die Teilchenkollisionen am Large Hadron Collider (LHC) nachweisen. Mit diesem und mit dem Schwesterexperiment CMS wurde 2012 das Higgs-Teilchen entdeckt. Die vortragende Doktorandin Tanja Holm ist mit vielen anderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Bonn an der Forschung am ATLAS-Experiment beteiligt. Anschließend werteten die Teilnehmer unter der Leitung von Saskia Plura, Physikstudentin an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, ATLAS-Daten aus und konnten die theoretische Vorhersage, woraus das Proton besteht, erfolgreich bestätigen.
Nach zwei Nachmittagen voller Informationen und Eindrücke für die Teilnehmer, aber auch neuer Erfahrungen für die Vermittler, war die Veranstaltung vorbei und alle Beteiligten insgesamt sehr zufrieden. „Die Schüler haben während der gesamten Masterclass großes Interesse gezeigt, viele Fragen gestellt und auch bei der Auswertung der ATLAS-Daten sehr gut gearbeitet“, sagt Dominik Köhler. „Auch die Rückmeldungen zum Online-Format der Veranstaltung waren sehr positiv.“ Für viele war das in der jetzigen Situation eine tolle Abwechslung, manche wünschen sich aber solche Angebote auch in normalen Zeiten. Aufgrund der örtlichen Entfernung wäre zum Beispiel die Teilnahme eines Schülers nicht möglich gewesen, wenn die Veranstaltung an der Universität Bonn stattgefunden hätte.
Das Team des Standorts Bonn möchte das Format optimieren und hoffentlich schon bald die nächste Online-Masterclass zum ATLAS-Experiment anbieten. Zusätzlich ist die Zusammenarbeit mit anderen Universitäten in Deutschland geplant, um die vielen Teilchen- und Astroteilchenphysik-Masterclasses, die wegen der Corona-Eindämmungsmaßnahmen pausieren müssen, online wieder ins Leben zu rufen. „Auch in Zeiten von Corona möchten wir Jugendlichen in ganz Deutschland die Möglichkeit geben, an aktueller Forschung teilzuhaben“, betont die Co-Leiterin von Netzwerk Teilchenwelt Dr. Uta Bilow. „Die in Bonn entwickelte Online-Masterclass ist ein exzellentes Format dafür.“
Informationen zum Netzwerk Teilchenwelt: www.teilchenwelt.de
Kontakt Netzwerk Teilchenwelt:
Projektleitung
Dr. Uta Bilow
TU Dresden
Institut für Kern- und Teilchenphysik
Tel. 0351/46332956
E-Mail: uta.bilow@tu-dresden.de
Standort Bonn
Dr. Barbara Valeriani-Kaminski
Universität Bonn
Physikalisches Institut
Tel. 0228/732244
E-Mail: valeriani@physik.uni-bonn.de
Lebenszeichen – Wir bleiben im Gespräch!
Das Dezernat für Hochschulkommunikation veröffentlicht unter dem Titel: „Lebenszeichen – Wir bleiben im Gespräch!“ Beiträge aus der Universität Bonn, die unter dem Eindruck der Bekämpfung des Coronavirus und der daraus resultierenden Bedingungen entstanden sind. Als Bildungseinrichtung will die Universität Bonn damit auch in schwierigen Zeiten im Diskurs bleiben und die universitäre Gemeinschaft fördern. In loser Folge erscheinen dazu auf der Website der Universität Bonn Beiträge von Universitätsangehörigen, die das Thema aus verschiedenen Blickwinkeln beleuchten, Dialoge in Gang setzen, Tipps und Denkanstöße austauschen wollen. Wer dazu beitragen möchte, wendet sich bitte an das Dezernat für Hochschulkommunikation, kommunikation@uni-bonn.de.