Besser vorbereitet auf die Teilchenphysik-Masterclass

Schwache Ladung, Gluonen, starke Wechselwirkung: Bei einer Teilchenphysik-Masterclass fliegen den Schülerinnen und Schülern jede Menge neuer Begriffe um die Ohren. Damit die Jugendlichen besser auf die Masterclass vorbereitet sind und für die Auswertung der Daten mehr Zeit zur Verfügung steht, ist grundlegendes Vorwissen im Bereich der Teilchenphysik vor dem Projekttag von Vorteil. Genau für diese Vorbereitung ist der Online-Kurs konzipiert, den die angehende Lehrerin Carolin Diesel im Rahmen ihrer Abschlussarbeit an der Technischen Universität Dresden entwickelt hat.

Der Vorbereitungskurs ist über die Online-Lernplattform OPAL zugänglich. Er gliedert sich in mehrere Abschnitte, die den Schülerinnen und Schülern schrittweise Einblicke in teilchenphysikalische Grundlagen vermitteln. Der erste Abschnitt beschäftigt sich mit dem Aufbau der Materie. Indem in ein Eis am Stiel hineingezoomt wird, können die Schüler/innen schrittweise Unterstrukturen erkennen. Als kleinste Materiebausteine ergeben sich die Elementarteilchen Up-Quark, Down-Quark und Elektron.

Die drei folgenden Abschnitte des Kurses thematisieren Grundideen des Standardmodells der Teilchenphysik. Zunächst werden die vier fundamentalen Wechselwirkungen anhand von Beispielen eingeführt. Anschließend erkundet man elektrische, starke und schwache Ladung als die Ursache der jeweiligen Wechselwirkung. Außerdem erfolgt eine Diskussion der Eigenschaften dieser Ladungen. Abschließend wird aufgezeigt, wie die Elementarteilchen der ersten Generation aufgrund ihrer Ladungen sortiert werden können. Jeder Abschnitt des Vorbereitungskurses endet mit einer kleinen Übung. Den Jugendlichen wird dadurch ermöglicht, die erlesenen Informationen anzuwenden und zu festigen.

© Netzwerk Teilchenwelt

Ein Quiz mit spannenden Fragen rund um die Teilchenphysik und das CERN bildet den Abschluss des Vorbereitungskurses – und weckt Neugierde auf die Teilchenphysik-Masterclass. Der Online-Kurs wurde mit Schülerinnen und Schülern der Klassenstufe 9 erprobt und bereits bei einigen Masterclasses vorbereitend eingesetzt. In einer weiteren Abschlussarbeit werden nun Wirksamkeit und Einsetzbarkeit mit einer gesamten Klasse untersucht.

Zugang zum Vorbereitungskurs: cern.ch/go/Zwn8
Das System erfordert zwingend die Eingabe eines Passworts; dieses lautet „Teilchenphysik!“

Carolin Diesel/Uta Bilow