Teilchenphysik-Masterclass findet erstmals per Videokonferenz statt

Netzwerk Teilchenwelt veranstaltet deutschlandweit jedes Jahr ca. 150 Teilchen- oder Astroteilchenphysik-Masterclasses. 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 10. 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 Teilnehmenden, 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 z. B. 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 Schülerinnen und 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, an dem die vortragende Doktorandin Tanja Holm arbeitet. Anschließend werteten die Teilnehmenden 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 Teilnehmenden, aber auch neuer Erfahrungen für die Vermittlerinnen und Vermittler, war die Veranstaltung vorbei und alle Beteiligten insgesamt sehr zufrieden. „Die Jugendlichen 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 z. B. 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 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.“

Barbara Valeriani-Kaminski