Max-Planck-Gymnasium Gelsenkirchen, Gelsenkirchen Jugend Forscht

H. Stoppel

Im Schuljahr 2019/2020 nahmen zwei Teams des MPG am Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ in Marl teil. Beide Teams waren im Bereich der Physik angemeldet. Eines der Teams befasste sich mit dem Nachweis kosmischer Strahlung mithilfe von Kamiokannen bzw. dem Übergang zwischen unterschiedlichen Medien. Die Möglichkeiten zur Bearbeitung dieses Projekts ergaben sich durch die Zusammenarbeit mit der Universität Wuppertal und die Zurverfügungstellung von Experimenten und Datensätzen.

Untersucht wurden von einer Gruppe Auswirkungen von experimentellen Veränderungen von Medien auf Messergebnisse. Als Beispiel sei hier die Einwirkung der Flüssigkeit innerhalb einer Kamiokanne – destilliertes Wasser oder Benzin – auf die Effizienz des Nachweises von Myonen genannt.

Das zweite Team entwarf ein Computerprogramm auf Basis künstlicher Intelligenz, mit dessen Hilfe sich kosmische Strahlung inklusive ihrer Wirkungen simulieren lässt. Auf Basis von 40.000 echten Messwerten des Pierre-Auger-Observatoriums in Argentinien – von Seiten der Universität Wuppertal zur Verfügung gestellt – wurden Muster in Verbindung mit Wechselwirkungen zwischen Teilchen und Medien erkannt und eine Applikation zur Simulation in Form eines neuronalen Netzes entwickelt. Eine Bestätigung der Aussage des erkannten Musters und der Effizienz seiner Applikation fand in Form der Erzeugung künstlicher Datensätze statt.

Für das letztgenannte Team fand von Seiten der Jury eine Veränderung der Zuordnung von Physik in Mathematik und Informatik bei Jugend forscht statt. Auf diese Art gelang den Teams des MPG der Gewinn des Regionalwettbewerbs Jugend forscht in Mathematik und Informatik sowie in Physik. 

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