Mit einigen kurzen Vorträgen zu vielen verschiedenen Aspekten moderner Teilchenphysik, wie dem Standard-Modell, dem LHC oder der dort verbauten Detektortechnik, wurde die Grundlage gelegt, um dem Kronjuwel der Masterclass, dem Finden des berühmten Higgs-Bosons in echten Datensätzen des LHCs, wissenschaftlich fundiert zu seiner rechtmäßigen Anerkennung zu verhelfen.
Bevor wir uns jedoch in die Tiefen des LHCs verschlagen haben, duften wir über etwas eigentlich sehr Alltägliches staunen, das jedoch, sofern sichtbar gemacht, nahezu unglaublich erscheint. In Kleingruppen durften wir nämlich sogenannte Nebelkammern bauen, die den Nebel entgegen der Show-Norm nicht zur Verhüllung, sondern zur Offenlegung eines Phänomens nutzten, dem Sie wie auch ich und jeder andere Mensch auf diesem Planeten jederzeit unterlegen sind, das wir jedoch typischerweise nicht wahrzunehmen vermögen. Es trifft nämlich jede Sekunde ein Schwarm kosmischer Teilchen auf die Erdoberfläche, die unter Umständen schon Milliarden von Jahren unterwegs sind. Man stelle sich vor, die Teilchen, die in diesem Moment durch den eigenen Körper fliegen, können ihren Ursprung in der Sonne, der Milchstraße oder entfernten Galaxien haben.
Auch, wenn viele Teilchen durch Wechselwirkung mit Gasteilchen in der Atmosphäre noch vor dem Erreichen des Erdbodens in große Teilchenschauer verwandelt werden, überleben einige Teilchen die Reise und können von uns leicht detektiert werden. Dazu verwendet man spezielle Detektoren, die wir auch begutachten durften, oder eben die vorherig genannten Nebelkammern, die beim Eintreffen eines Teilchens eine für dieses Teilchen charakteristische Nebelspur ziehen. Schaut man also eine Zeit lang auf den Nebel, sieht man immer wieder an zufälligen Stellen Verwirbelungen oder Schlieren, die aus dem Nichts zu stammen scheinen, aber auf eine fundamentale Ebene der Realität verweisen, die mehr und mehr durch die Teilchenphysik erschlossen wird.
Zur Krönung durften wir dann ein ganz besonderes Teilchen nachweisen – das Higgs-Boson, das den meisten wahrscheinlich als das „Gottes-Teilchen“ bekannt ist. In dieser Aufgabe mussten wir unser vorherig gewonnenes Wissen auf die Probe stellen und echte Datensätze, die im LHC gewonnen wurden, auswerten. Das Higgs-Boson zerfällt zu schnell, um direkt detektiert zu werden. Die Zerfallsprodukte hingegen, sind sehr “leicht“ nachzuweisen, wenn man davon absieht, dass man einen Eiffelturm-schweren Detektor braucht, und erlauben es, auf das zerfallene Teilchen zu schließen.
Somit mussten wir in dem Rennen, die Ersten zu sein, die das Higgs-Boson finden, nach einer besonderen Kombination von Zerfallsprodukten suchen, wobei die Sieger dieses Rennens nicht nur ein Kartenspiel gewonnen haben, sondern fortan behaupten konnten, eigenhändig das Higgs-Boson gefunden zu haben – etwas zu spät für einen Nobelpreis, jedoch super auf Bewerbungen.
Im Nachhinein betrachtet, war die Masterclass nicht nur informativ, sondern auch einfach spannend! Selbst der Physik-Laie, der Quarks nur aus der Milchabteilung kennt, würde vor den Extremen der Teilchenphysik Achtung und Ehrfurcht empfinden. Man baut riesige Teilchenbeschleuniger, um das Kleinste des Kleinsten nachzuweisen und findet sich so nicht in einem kleinen Teilchen-Gehege, sondern einem ganzen Teilchenzoo wieder, wobei das CERN mit dem LHC als Mekka der Teilchenphysiker natürlich eine besondere Rolle einnimmt. Nicht nur für seine Bedeutung innerhalb der Physik, sondern als Liebeserklärung an die gesamte Wissenschaft.
Elias Münch, Schüler der Q2
