Im Rahmen des Physikunterrichts nahmen der Physik-Leistungskurs der Jahrgangsstufe 12 des Landgraf-Ludwigs-Gymnasiums Gießen und der Weidigschule aus Butzbach gemeinsam an einem ATLAS Virtual Visit am CERN teil. Die Veranstaltung fand digital über Zoom statt und wurde von Cristiano Alpigiani, Teilchenphysiker am ATLAS-Experiment und Forscher an der University of Washington in Seattle, durchgeführt. Der rund 45-minütige Vortrag mit anschließender Fragerunde bot den Schülerinnen und Schülern eine fundierte Einführung in die Arbeit des europäischen Kernforschungszentrums CERN und die aktuelle Forschung an der Grenze des physikalisch Messbaren .
CERN – Internationale Spitzenforschung
Zu Beginn stellte Cristiano Alpigiani das CERN als eine der größten internationalen Forschungsorganisationen der Welt vor. Mit 24 Mitgliedsstaaten und zahlreichen assoziierten Ländern arbeiten dort rund 20.000 Menschen – Forschende, Ingenieurinnen und Ingenieure, Studierende sowie externe Partner – gemeinsam an grundlegenden Fragen der Naturwissenschaft .
Im Zentrum der Forschung stehen bis heute ungelöste Rätsel der Physik, etwa:
- die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie,
- die Natur der Dunklen Materie,
- der Ursprung des Universums sowie
- die Massen der Neutrinos
Der Large Hadron Collider und das ATLAS-Experiment
Ein Schwerpunkt der Präsentation lag auf dem Large Hadron Collider (LHC), dem größten Teilchenbeschleuniger der Welt. Alpigiani erklärte anschaulich, wie Protonen schrittweise durch den Beschleunigerkomplex auf nahezu Lichtgeschwindigkeit gebracht und schließlich zur Kollision geführt werden. Dabei wurde auch auf die Rolle supraleitender Magnete eingegangen, die bei Temperaturen von nur 1,9 Kelvin betrieben werden .
Besondere Aufmerksamkeit erhielt das ATLAS-Experiment, eines der vier großen Detektoren am LHC. Es wurde als eine Art „extrem leistungsfähige Kamera“ beschrieben, die die entstehenden Teilchenspuren bei Kollisionen sichtbar macht und so Rückschlüsse auf fundamentale Prozesse und neue Teilchen erlaubt .
Von Daten zu Entdeckungen
Ein weiterer wichtiger Aspekt war die enorme Datenmenge, die bei den Experimenten entsteht. Diese wird im Worldwide LHC Computing Grid verarbeitet – dem größten verteilten Rechnernetz der Welt mit Rechenzentren in über 40 Ländern. Erst durch diese internationale Infrastruktur sind präzise Analysen und neue physikalische Entdeckungen möglich .
CERN und Gesellschaft
Neben der Grundlagenforschung stellte Alpigiani auch die gesellschaftliche Bedeutung des CERN heraus. Entwicklungen aus der Teilchenphysik finden Anwendung in der Medizintechnik, etwa in der Krebstherapie, sowie in zahlreichen technologischen Innovationen. Zudem bietet das CERN vielfältige Programme für Schülerinnen, Schüler und Studierende, die frühzeitig Einblicke in Forschung und Wissenschaft ermöglichen.
Bei Interesse kann die Präsentation des Zoom-Meetings hier heruntergeladen werden