Masterclass Physik

Am 24.06.2024 fand an unserer Schule eine Teilchenphysik Masterclass vom DESY statt. Dafür befassten sich die Schüler*innen zuerst in Form eines Arbeitsblattes mit den Themen des Workshops und setzten anschließend ihr neues Wissen in der Masterclass praktisch um. Für den Physik LK bildete diese Masterclass auch eine Vorbereitung auf die bevorstehende Exkursion zum DESY Teilchenbeschleuniger in Hamburg.

Das Deutsche Elektronen Synchrotron (DESY) ist eine Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der Teilchenphysik und bietet, in Kollaboration mit dem CERN, Workshops an Schulen an. Auf der 20. „International Masterclass“ an der Humboldt Universität lernten drei Schülerinnen des Physik LKs (Rebekka Gleich, Anna Haupt, Marija Tomase) erstmals das Konzept kennen und initiierten anschließend auch die Masterclass an unserer Schule.

Gemeinsam mit der Leiterin des Schülerlabors von DESY, Frau Sommer, und dem Leiter des Physik LKs, Herrn Meier, wurde die Masterclass organisiert. Schnell fand sich auch eine Gruppe aus interessierten Physikschüler*innen von der 10. bis zur 12. Klasse, die an der Masterclass teilnehmen wollten.

Pünktlich um 8:30 Uhr versammelten sich zur Begrüßung die Teilnehmenden der Masterclass im Physikraum A304. Die Masterclass bestand aus einem theoretischen und einem praktischen Teil und wurde von zwei Studenten der Humboldt Universität durchgeführt.

Zuerst wurden die Inhalte des bereits bearbeiteten Arbeitsblattes aufgegriffen und mit der thematischen Aufarbeitung des Symmetrie-Konzepts ergänzt. Obwohl der Theorievortrag den schwierigsten Teil der gesamten Masterclass bildete, konnten die Teilnehmenden den anspruchsvollen Inhalt gut auffassen und verstehen. Nach einer kurzen Pause erfolgte ein weiterer Vortrag zum Large Hadron Collider (LHC), dem leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt, und der Funktionsweise des ATLAS Detektors. Anschließend folgte die Einweisung ins Auswertungsprogramm Hypatia. Das Programm ermöglicht es Experimente vom LHC auszuwerten und daraus Schlüsse zu den Bestandteilen der im Experiment verwendeten Elementarteilchen zu ziehen.

Nach der Mittagspause begann der praktische Teil der Masterclass. Die Teilnehmenden teilten sich in Zweiergruppen auf, wobei jede Gruppe einen eigenen Datensatz mit echten Experiment-Daten aus dem CERN erhielt. Diesen Datensatz sollte man anschließend mit dem Hypatia Programm auswerten und nach Z⁰-Bosonen und Higgs-Teilchen analysieren. Als alle mit der Datenauswertung fertig waren, wurden alle Ergebnisse auf einen Server geladen und anschließend in einer Gruppenauswertung diskutiert. Zur Verabschiedung um 14:30 Uhr, erhielten die Teilnehmenden die Zertifikate von den Studenten.

Zusammenfassend folgen hier noch ein paar Eindrücke von einigen Teilnehmer*innen der Masterclass:

„Die Teilchenphysik Masterclass hat mir im Gesamten sehr gut gefallen. Die Grundlagen der Teilchenphysik sind sehr gut vermittelt worden, sowohl im Bezug auf die Experimentelle- als auch im Bezug auf die Theoretische Teilchenphysik. Zum Abschluss die Daten eines Teilchendetektors auszuwerten, hat mir ebenfalls viel Spaß bereitet. Meiner Meinung nach hätte es etwas mehr Kommunikation zwischen den Teilnehmern innerhalb der Masterclass geben können.“ - Alina Jentsch (LK Mathematik und Biologie)

„Die Physik Masterclass war eine gelungene Vorbereitung für den Ausflug zum Teilchenbeschleuniger. Hierbei lehrten uns zwei hochmotivierte Physikstudenten die Grundlagen zur Quantenmechanik und zum Aufbau eines Teilchenbeschleunigers. Die Theorie wurde teils interaktiv gestaltet, um uns bei Laune zu halten, doch der beste Teil des Tages war die Praxis. In Gruppen durften wir, mithilfe der Laptops und eines speziellen Programms, Messdaten auswerten, die so auch in einem Teilchenbeschleuniger vorzufinden sind. Abschließend werteten wir die Daten aus und konnten noch alle Fragen stellen, die uns auf dem Herzen lagen. Von geplanten sieben Stunden brauchten wir 6 und das war meiner Meinung nach eine gute Zeit, da man mehr Input auch nicht mehr hätte verarbeiten können. Alles in allem war die Masterclass sehr gelungen und ich kann sie jedem Schüler empfehlen.“ - Lucas Hoffmann (LK Physik und Englisch)