Phy­sik unter der Erde haut­nah erlebt

Dirk Gra­ve­nitz

Einen über­aus loh­nen­den und bil­li­gend in Kauf genom­me­nen Abstieg in den Unter­grund, der ihnen das Fach Phy­sik ange­sichts des nicht all­täg­li­chen Lern­orts noch anschau­li­cher mach­te, unter­nahm kurz vor Feri­en­be­ginn (20.06.2016) der Ober­stu­fen­kurs Phy­sik von StD Dirk Grae­ve­nitz: Anläss­lich einer Exkur­si­on zum Deut­schen Elek­tro­nen-Syn­chro­tron (DESY) nach Ham­burg bot sich ihnen die Besu­chern nicht all­zu oft gewähr­te Mög­lich­keit, den still­ge­leg­ten Teil­chen­be­schleu­ni­ger HERA zu besich­ti­gen und 30 Meter unter der Erde wis­sen­schaft­li­che For­schung ein­drucks­voll und haut­nah erle­ben zu können.

Die unlängst von uns in der Han­se­stadt besuch­te For­schungs­ein­rich­tung DESY kann zu den moderns­ten und füh­ren­den Beschleu­ni­g­er­zen­tren auf der Welt gezählt wer­den. Im Vor­der­grund ste­hen dabei For­schun­gen über die Kleinst­teil­chen im Kos­mos, über neu­ar­ti­ge Nano­werk­stof­fe, über Pro­zes­se in Bio­mo­le­kü­len sowie über die Erzeu­gung des stärks­ten Rönt­gen­lich­tes. Die­se Strah­lung kann ein­ge­setzt wer­den, um die Pro­zes­se in Bio­mo­le­kü­len zu eru­ie­ren. Auf­grund der sehr guten und moder­nen Aus­rüs­tung die­ser For­schungs- und Ent­wick­lungs­ein­rich­tung arbei­ten dort pro Jahr rund 3000 exter­ne For­sche­rin­nen und For­scher aus etwa 40 Natio­nen. Dar­über hin­aus gibt es enge Koope­ra­tio­nen mit den Ham­bur­ger Universitäten.

Unse­re Exkur­si­on begann mit einem sehr umfang­rei­chen und span­nen­den Vor­trag, in dem zunächst das Deut­sche Elek­tro­nen-Syn­chro­tron vor­ge­stellt und die phy­si­ka­li­schen Hin­ter­grün­de der dort ablau­fen­den Expe­ri­men­te anschau­lich erklärt wur­den. Beson­ders inter­es­sant waren Erläu­te­run­gen zum aktu­el­len Erkennt­nis­stand über den Auf­bau der Atom­ker­ne. So wur­de uns die Gele­gen­heit gege­ben, bereits einen Aus­blick auf die Quan­ten­phy­sik, die im 12. Schul­jahr Bestand­teil des Unter­rich­tes sein wird, zu erhal­ten. Wir müs­sen aller­dings ein­ge­ste­hen, dass eini­ge die­ser Kern­bau­stei­ne Eigen­schaf­ten besit­zen, die über unse­re bis­he­ri­ge Vor­stel­lungs­kraft hin­aus­ge­hen. Als Bei­spiel hier­für kann genannt wer­den, dass offen­bar Ener­gie und Mas­se nach der berühm­ten For­mel von Albert Ein­stein E = mc²  Daseins­for­men der Mate­rie sind, die sich inein­an­der umwan­deln können.

Anschlie­ßend wur­de unse­rem Kurs bei einem Rund­gang über das DESY-Gelän­de auch die Gele­gen­heit gebo­ten, den bereits still­ge­leg­ten Teil­chen­be­schleu­ni­ger HERA zu besich­ti­gen. Dafür muss­ten wir zunächst 30 Meter unter die Erde fah­ren. Die Besich­ti­gung eines Beschleu­ni­gers ist des­we­gen so ein beson­de­res Pri­vi­leg, weil die meis­ten Teil­chen­be­schleu­ni­ger auf der Welt in der Regel Besu­chern nicht zugäng­lich sind, da dort Tag und Nacht expe­ri­men­tiert und in der Nähe der Teil­chen­bah­nen z.T. gesund­heits­schäd­li­che Strah­lung aus­ge­sen­det wird.

Bei der Besich­ti­gung konn­ten wir uns dann einen umfas­sen­den Über­blick über den Auf­bau eines Beschleu­ni­gers ver­schaf­fen. So gibt es in einem Beschleu­ni­ger immer gera­de Teil­stre­cken, auf denen die Teil­chen beschleu­nigt wer­den, und wie­der­um kreis­för­mi­ge Abschnit­te, um die Teil­chen auf eine geschlos­se­ne Bahn zu brin­gen, auf der die Teil­chen von Run­de zu Run­de immer wei­ter beschleu­nigt wer­den, bis nahe­zu die Licht­ge­schwin­dig­keit erreicht wird. Beson­ders impo­sant waren die enorm gro­ßen Mess­ge­rä­te, mit denen feins­te und sehr prä­zi­se Mes­sun­gen durch­ge­führt wer­den  können.

Mit die­ser Exkur­si­on konn­te unser Phy­sik­kurs sowohl die Inhal­te des Unter­rich­tes aus die­sem Schul­jahr resü­mie­ren als auch einen Aus­blick auf die nächs­ten bei­den Kurs­halb­jah­re  gewin­nen. Ein Besuch also, der sich für uns gelohnt hat, denn so wird das Fach Phy­sik noch anschau­li­cher und wis­sen­schaft­li­che For­schung auf dem Gebiet der Teil­chen­phy­sik unmit­tel­bar erlebt.