1) V01: Masterclass Teilchenphysik

Masterclass Teilchenphysik        

Hinweis: Der Workshop "Masterclass Teilchenphysik" findet durchgängig statt. Somit kann am Nachmittag kein weiterer Workshop belegt werden.

Die Frage, woraus die Welt besteht, beschäftigt die Menschen schon lange: Gibt es fundamentale Bausteine, und wenn ja, was hält sie zusammen?

Mit Hilfe moderner Teilchenbeschleuniger lässt sich ein tiefer Einblick in den Aufbau der Materie gewinnen. Der momentan leistungsfähigste ist der Large Hadron Collider am CERN in Genf. Mit dieser komplexen Maschine werden Protonen - die Kerne von Wasserstoffatomen -  auf hohe Energien beschleunigt und zur Kollision miteinander gebracht. Aus der Bewegungsenergie entstehen neue Teilchen, ganz so, wie es auch kurz nach dem Urknall bei der Entstehung des Universums passiert ist. Große Detektoren zeichnen die Spuren der Teilchen auf, und Tausende von Wissenschaftlern werten die Daten mit Hilfe großer Computeranlagen aus.

In diesem Workshop könnt ihr selbst echte Daten von einem der Experimente anschauen und so eine Vorstellung davon bekommen, wie Teilchen gemessen werden, wie man in der Teilchenphysik arbeitet und was man daraus lernen kann. Dabei werdet ihr von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern begleitet, die zunächst eine Einführung in die Teilchenphysik geben und euch dann bei der Arbeit mit den Daten des Detektors auf dem Weg zur eigenen Erkenntnis begleiten. Sie geben gerne auch Auskunft über ihre tägliche Arbeit und den Studieneinstieg.

2) V02: Workshop Astroteilchen

Workshop Astroteilchen

Auger Masterclass 

Vor mehr als hundert Jahren wurde die sogenannte kosmische Strahlung entdeckt. Dabei handelt es sich um hochenergetische Teilchen die aus dem Weltall auf die Erde treffen. Seither versuchen Wissenschaftler die Fragen nach Herkunft und Art dieser kosmischen Teilchen zu beantworten. Wenn kosmische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen, kommt es zu Wechselwirkungen und es entstehen Teilchenschauer, die auf der Erde gemessen werden können. Dazu sind großflächige Teilchendetektoren, wie zum Beispiel das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien notwendig. Dieses Observatorium misst mit sogenannten Wasser-Cherenkov-Tanks die kosmische Strahlung bei den höchsten Energien. Ein Teil der gemessenen Daten steht der Öffentlichkeit zur Verfügung.

Mit diesen Daten könnte ihr selbst Teilchenschauer rekonstruieren und mehr darüber erfahren wie aus einem Experiment und den gemessenen Daten Informationen über kosmische Teilchen gewonnen werden. Somit bekommt ihr einen Einblick in die Physik der kosmischen Strahlung und wie die wissenschaftliche Forschung abläuft. Ein Mitglied des Pierre-Auger-Observatoriums wird euch dabei zur Seite stehen und kann eure Fragen beantworten.

3) V03: Workshop Atom- & Quantenphysik

Workshop Atom- und Quantenphysik

Das Schülerlabor der experimenta bietet eine Reihe Experimentierstationen an, die die Welt der kleinen Teilchen für die Teilnehmer/innen selbst erlebbar machen.

Inhalte des Workshops sind moderne Experimente zur Atom- und Quantenphysik, Klassiker der Schulphysik und auch Nobelpreis-Experimente. 

Folgende Versuche werden angeboten:

• Millikan-Versuch
• Franck-Hertz-Versuch
• Balmer-Serie der Wasserstoffentladung
• Doppelspaltexperiment mit Einzelphotonen
• Nachweis des Compton-Effekts mit dem Röntgengerät
• h-Bestimmung mit verschiedenfarbigen LEDs
• h-Bestimmung mit dem fotoelektrischen Effekt
• Quantenradierer 

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten allein oder in Kleingruppen selbstständig unter fachkundiger Anleitung an einzelnen betriebsbereit aufgebauten Experimentierstationen.
Es gibt keine festen Zeitvorgaben für die Stationen, so dass die Gruppen selbst entscheiden können, wie intensiv sie ein Experiment bearbeiten wollen. 

4) V04: Workshop Umweltradioaktivität

Workshop Umweltradioaktivität

Sie sind überall, die Teilchen der radioaktiven Strahlung. Wir sehen sie nicht, wir spüren sie nicht, aber mit raffinierten Messmethoden können wir sie detektieren und untersuchen. Stimmt es, dass gewöhnliche Raumluft, Erde aus bestimmten Ecken Deutschlands, Bananenschalen und Zigarettenrauch radioaktiv strahlen? Woher kommt diese Strahlung? Woraus besteht sie? Welche Eigenschaften hat sie?

 

In diesem Workshop baut ihr selbst einfache, aber wirkungsvolle Nebelkammern. Ihr lernt, wie man geschickt vorgeht, um in der Natur vorhandene radioaktive Substanzen so weit zu konzentrieren, dass ihre Strahlung messbar wird. Trockeneis, Kohletabletten und Luftballons werden nützliche Versuchskomponenten und Geiger-Müller-Zählrohre lassen ihr typisches Klicken hören. Dabei erfahrt ihr Grundsätzliches über Herkunft und Eigenschaften dieser natürlichen radioaktiven Strahlung und über Methoden, sie zu messen.

1) Ich nehme am zweiten Teil des Vormittagsworkshops (Masterclass Teilchenphysik) teil!

2) N02: Workshop Umweltradioaktivität

Workshop Umweltradioaktivität

Sie sind überall, die Teilchen der radioaktiven Strahlung. Wir sehen sie nicht, wir spüren sie nicht, aber mit raffinierten Messmethoden können wir sie detektieren und untersuchen. Stimmt es, dass gewöhnliche Raumluft, Erde aus bestimmten Ecken Deutschlands, Bananenschalen und Zigarettenrauch radioaktiv strahlen? Woher kommt diese Strahlung? Woraus besteht sie? Welche Eigenschaften hat sie?

In diesem Workshop baut ihr selbst einfache, aber wirkungsvolle Nebelkammern. Ihr lernt, wie man geschickt vorgeht, um in der Natur vorhandene radioaktive Substanzen so weit zu konzentrieren, dass ihre Strahlung messbar wird. Trockeneis, Kohletabletten und Luftballons werden nützliche Versuchskomponenten und Geiger-Müller-Zählrohre lassen ihr typisches Klicken hören. Dabei erfahrt ihr Grundsätzliches über Herkunft und Eigenschaften dieser natürlichen radioaktiven Strahlung und über Methoden, sie zu messen.

3) N03: Workshop Astroteilchen

Workshop Astroteilchen

Auger Masterclass 

Vor mehr als hundert Jahren wurde die sogenannte kosmische Strahlung entdeckt. Dabei handelt es sich um hochenergetische Teilchen die aus dem Weltall auf die Erde treffen. Seither versuchen Wissenschaftler die Fragen nach Herkunft und Art dieser kosmischen Teilchen zu beantworten. Wenn kosmische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen, kommt es zu Wechselwirkungen und es entstehen Teilchenschauer, die auf der Erde gemessen werden können. Dazu sind großflächige Teilchendetektoren, wie zum Beispiel das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien notwendig. Dieses Observatorium misst mit sogenannten Wasser-Cherenkov-Tanks die kosmische Strahlung bei den höchsten Energien. Ein Teil der gemessenen Daten steht der Öffentlichkeit zur Verfügung.

Mit diesen Daten könnte ihr selbst Teilchenschauer rekonstruieren und mehr darüber erfahren wie aus einem Experiment und den gemessenen Daten Informationen über kosmische Teilchen gewonnen werden. Somit bekommt ihr einen Einblick in die Physik der kosmischen Strahlung und wie die wissenschaftliche Forschung abläuft. Ein Mitglied des Pierre-Auger-Observatoriums wird euch dabei zur Seite stehen und kann eure Fragen beantworten.

4) N04: Atom- & Quantenphysik

Workshop Atom- und Quantenphysik

Das Schülerlabor der experimenta bietet eine Reihe Experimentierstationen an, die die Welt der kleinen Teilchen für die Teilnehmer/innen selbst erlebbar machen.

Inhalte des Workshops sind moderne Experimente zur Atom- und Quantenphysik, Klassiker der Schulphysik und auch Nobelpreis-Experimente. 

Folgende Versuche werden angeboten:

• Millikan-Versuch
• Franck-Hertz-Versuch
• Balmer-Serie der Wasserstoffentladung
• Doppelspaltexperiment mit Einzelphotonen
• Nachweis des Compton-Effekts mit dem Röntgengerät
• h-Bestimmung mit verschiedenfarbigen LEDs
• h-Bestimmung mit dem fotoelektrischen Effekt
• Quantenradierer 

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten allein oder in Kleingruppen selbstständig unter fachkundiger Anleitung an einzelnen betriebsbereit aufgebauten Experimentierstationen.
Es gibt keine festen Zeitvorgaben für die Stationen, so dass die Gruppen selbst entscheiden können, wie intensiv sie ein Experiment bearbeiten wollen.