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Physik

„Zum Glück gibt´s die Physik!“

2019/2020

Exkursion des Physik-LKs der Q1 an die RWTH Aachen - 2019

Am 18. November 2019 besuchten die Schüler*innen des aktuellen Physik-Leistungskurses der Q1 mit Frau Dietershagen die RWTH Aachen. Es erwarteten uns einige Vorträge und Führungen, um einen authentischen Einblick in das physikalische Institut der Uni Aachen zu bekommen.

Nach einiger Verzögerung durch die Bahn konnten wir uns am frühen Vormittag auf den Weg nach Aachen machen und schauten uns zunächst das Auditorium „C.A.R.L.“ an. In dem modernen Gebäudekomplex finden bis zu 4000 Studierende gleichzeitig Platz, was es zu einem der größten Hörsaalgebäude Europas macht. Dort besuchten wir den letzten Teil einer Physik-Vorlesung, die uns einen Einblick in die Relativitätstheorie und den Studierendenalltag bot.

Das C.A.R.L. (Akronym für Central Auditorium for Research and Learning, deutsch: Zentrales Auditorium für Forschung und Lehre) ist ein Hörsaalgebäude der RWTH Aachen

Anschließend begaben wir uns zum Physikzentrum auf dem Campus Melaten. In unterschiedlichen Instituten werden dort Experimente zu physikalischen Teilgebieten (z.B. Astro-Teilchenphysik oder Festkörperphysik) geplant, gebaut und durchgeführt.

Nach einem kurzen Einführungsvortrag wurden wir von drei Physikern in Kleingruppen durch das Gebäude geführt, wobei wir Einblicke in die Arbeit am CERN in Genf, in das an der RWTH entwickelte AMS-Experiment der ISS und die Entwicklung und den Einsatz von Elektronenmikroskopen gewinnen konnten.

Abschließend haben wir uns erneut zusammengefunden, um uns einen sehr lehrreichen und anschaulich dargestellten Vortrag über Gravitationswellen anzuhören. Dabei haben wir mitunter erfahren, weshalb sich die Investition in Forschung und das Anteilhaben daran (wie beispielsweise durch ein Physikstudium) durchaus lohnen.

Es war ein interessanter und lehrreicher Tag, der uns einen großen Einblick in die weiterführenden Möglichkeiten nach dem Physik LK in der Schule gab.

 

Jasper Kokta, Yichen Zhang und Christoph Meißner

Besuch des Wissenschaftsfestes „Zeig dich – das Unsichtbare sichtbar machen“

Seit knapp 20 Jahren veranstalten das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Deutsche Physikalische Gesellschaft das jährliche Physik-Festival „Die Highlights der Physik“ – in diesem Jahr fand das Festival in der Woche vom 16.9. bis zum 21.9.2019 in Bonn statt.

Eröffnet wurde das Wissenschaftsfest am Montagabend im Telekom Dome, wo Ranga Yogeshwar durch den Abend mit Experimenten, Interviews, Akrobatik und Ausblicken auf die diesjährigen Highlights der Physik führte. Neben der Bundesministerin Anja Karliczek, dem Präsidenten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft Prof. Dr. Dieter Meschede und dem Rektor der Universität Bonn Prof. Dr. h.c. Michael Hoch waren auch die Physikerinnen und Physiker des Physik-Leistungskurses der Q1 zu Gast an diesem Abend.

Natürliche Radioaktivität messen und mithilfe einer selbstgebauten Nebelkammer sichtbar machen – das war die Aufgabe des Physik-Grundkurses der EF bei dem Workshop „Umweltradioaktivität“ am Mittwoch. In den Räumlichkeiten neben dem „Wolfgang Paul-Hörsaal“ in der Bonner Universität experimentierten die 23 Schülerinnen und Schüler mit einem Geiger-Müller-Zählrohr, um die natürliche Untergrundstrahlung zu ermitteln und die Abschirmung der radioaktiven Strahlung eines Uran-Präparates durch unterschiedliche Materialien zu bestimmen. Zudem bauten Sie mithilfe von Trockeneis und Alkohol eine Nebelkammer, in der die radioaktiven Teilchen in Form von Kondensstreifen sichtbar wurden.

Zwei Doktoranten des Forschungszentrums DESY-Zeuthen und der Bergischen Universität Wuppertal führten die insgesamt fünfstündige Masterclass (https://www.teilchenwelt.de) mit dem Physik Leistungskurs der Q1 am Freitag im ehemaligen Mathematischen Institut der Bonner Universität durch. In diesem Workshop ging es um den Nachweis kosmischer Strahlung mithilfe des „Pierre-Auger-Observatoriums“ in der Pampa Amarilla in Argentinien. Das Observatorium beobachtet mit 1660 Oberflächendetektoren, 27 Teleskopen und weiteren Messstationen die kosmische Strahlung, die größtenteils aus Protonen besteht, um deren Energie und Herkunft zu ermitteln. Einen Teil der Messdaten hat das Observatorium veröffentlich, so dass die Schülerinnen und Schüler Originaldaten mit einer Tabellenkalkulation und dem Bau eines 3-D-Modells auswerten konnten, um die Richtung eines detektierten Teilchens zu bestimmen.

Zum Abschluss baute auch der Leistungskurs eine Nebelkammer, in der vor allem Beta- und vereinzelt Alphastrahlung zu beobachten war.

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Jeweils im Anschluss an die Workshops erkundeten die Schülerinnen und Schüler das große Ausstellungszelt auf dem Münsterplatz, in dem zahlreiche Ausstellungen zu dem Thema „Das Unsichtbare sichtbar machen“ zu finden waren. Beispielsweise informierte ein Stand der RWTH Aachen über das Projekt „IceCube“ – ein Neutrino-Teleskop, das aus 5160 Lichtsensoren in einer Tiefe von 1450 bis 2450 Metern in der Antarktis direkt am Südpol besteht.

Außerdem waren auch die Experimentiershow „Physik für Fußgänger“, das Mitmach-Zelt „Phänomikon“, die Shows der Physikanten und viele weitere Angebote zum Ausprobieren und Nachfragen sehenswert.

Eva Dietershagen

Besuch bei der Wissenschaftsshow zur Horizons-Mission von Alexander Gerst im September 2018

Am 13. September durften 40 Schülerinnen und Schüler des 5. Jahrgangs zusammen mit Frau Wenzel, Herrn I. Braun und Frau Bätz an der Wissenschaftsshow des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt teilnehmen.

 

Im Hörsaalgebäude der Universität zu Köln wurden die Besucher durch spannende naturwissenschaftliche Versuche vom Start bis zur Landung und den Forschungsprojekten Gersts aus der Umlaufbahn mitgenommen auf die Horizons-Mission.

 

Mitmach-Experimente, faszinierende Videos, Präsentationen und Visualisierungen sorgten für Spannung und Erkenntnisse zu verschiedenen Bereichen der Luft- und Raumfahrt und eröffneten Einsichten in ein Gebiet, das die Schülerinnen und Schüler begeisterte.

Fotografien Baetz

2018/2019

Teichenphysik hautnah - Johanna Kasischke besucht das Forschungszentrum CERN im März 2018

Erwartungsvoll und ein bisschen aufgeregt trafen wir (Reisegruppe Köln) uns morgens am 14.03. am Kölner Hautbahnhof. Normalerweise dient die Hinreise zum ersten Kennenlernen der anderen, doch bei uns lief es anders. Leider hatte jemand das Bedürfnis verspürt auf der Toilette zu rauchen, wodurch wir unsere ohnehin schon vorhandene Verspätung noch weiter ausgebauten. Dadurch sind wir nur eine Viertelstunde zu spät zum Workshop gekommen, da die Organisatoren bereits eine Stunde Puffer eingeplant hatten.

 Zu Beginn des Workshops führten unsere Betreuer Susanne und Claudia über das CERN-Gelände, wobei wir die Gedenktafel für die Erfindung des World Wide Web gesehen haben. Während des Rundgangs realisierten wir noch nicht komplettdass wir wirklich an diesem Ort, am CERN sind.

Am nächsten Tag stand die Besichtigung des AD (Antiproton Decelerator) an, die uns am besten gefallen hat. In Bezug zum AD geht es vor allem um die Experimente Alpha (Herstellung und Stabilisierung von Antiwasserstoff) und GBAR (Überprüfung des Einflusses eines Gravitationsfeldes auf Antimaterie). Des Weiteren haben wir ein mehrstufiges Gedankenexperiment zu einem Handy aus Antimaterie durchgeführt.

Um die Führungen angenehmer zu gestalten wurde die Gruppe in Materie und Antimaterie aufgeteilt (jedem Workshopteilnehmer wurde am Mittwoch ein Elementarteilchen zugewiesen), die andere Gruppe hat währenddessen das Data Center besichtigt. Um dieses kurz zu beschreiben: „Lagerhalle groß, Beleuchtungstechnik gut“. Obwohl das Wetter regnerisch war haben wir beide Ziele auf dem CERN-Gelände in Meyrin fußläufig erreicht. Kurz darauf wurde uns schon eher bewusst welche Bedeutung dieser Ort wirklich hat, da wir dem Physiker Michael Hausschild (ein CERN-Urgestein) während eines Q&A ganz viele Fragen zum CERN uvm. stellen durften. Dabei haben wir von dem LEP (einem früheren Großprojekt am CERN) bis zu SuSy (Theorie der Supersymmetrie) über diverse Themen diskutiert.

Nach dem Mittagessen fuhr unser Shuttle von Meyrin nach Cessy zum CMS-Experiment (Detektor von Zerfallsprodukten bei Proton-Proton-Kollisionen). Dort haben wir u.a. den Kontrollraum und den Serverraum besichtigt. Auch wenn der Film „Illuminati“ unrealistisch ist, den Augenscanner gibt es wirklich, wie wir selbst gesehen haben. Das Beste an diesem Ausflug war die Fahrt mit dem Fahrstuhl 100 Meter unter die Erde, wo wir uns die Gänge rund um den CMS-Detektor, dem wir wegen des hohen Unfallrisikos nicht näherkommen durften, angesehen haben. Nach einem weiteren Shuttle-Transfer zurück, folgte eine Präsentation des CLiC (ein mögliches Nachfolgeprojekt des LHC) über den wir dann mit den anderen Workshopteilnehmern diskutiert haben.

Nach dem Abendessen trafen sich alle Workshopteilnehmer im Council Chamber und schauten den Film „Particle Fever“ (Hintergrundgeschichte der Entdeckung des Higgs-Bosons). Hierbei realisierten wir erstmals die Bedeutung dieses Ortes, da wir einerseits am nächsten Tag einige wichtige Wissenschaftler, die im Film zu sehen waren, in der Mensa sahen und andererseits die Umgebung im Film wiedererkannten.

Freitagmorgen begann mit einer Zeitreise über die Geschichte des CERN und besonders des Synchrocyclotron (der erste Beschleuniger am CERN). Hierbei hat man besonders stark den Unterschied zwischen dem damaligen und dem heutigen „Forscherspirit“ gemerkt. Damals saß ein Forscher mit einer Tafel und Kreide in seiner dunklen Kammer und heutzutage sind die Forscher 24/7 im Austausch. Dadurch hat man das Gefühl, dass die Mitarbeiter des CERNs nicht arbeiten um zu leben, sondern leben um zu arbeiten.

Nach der Zeitreise durften wir endlich selbst experimentieren. Wir wurden wieder in zwei Gruppen unterteilt. Während die eine Gruppe mehrere Nebelkammern baute und dann Teilchen beobachtete, hat die andere Gruppe mithilfe einer Röntgenröhre ein Rätsel gelöst. Wir (Christian und Johanna) sind uns einig, die Theorie der Röntgenröhre ist spannender als das Röntgen selbst. Ein Tipp am Rande: Sollte man in Zukunft unter Schlafstörungen leiden, kann man sich einen Livestream der Nebelkammer des CERN im Internet anschauen. Dies wirkt sehr beruhigend. Insgesamt haben uns die Experimente aber sehr gut gefallen.

Niels Madsen hat uns nach dem Mittagessen noch einiges über sein Projekt zur Antimaterie erzählt. Sein Vortrag war ebenfalls ziemlich cool.

Die Schnitzeljagd durch Genf hat dann noch die kulturelle Seite abgedeckt und wir haben viele Teile der Stadt gesehen. Besonders schön war der Lac Lémon und der Stuhl vor dem UN-Gebäude. Die Schnitzeljagd endete dann beim gemeinsamen Abendessen mit Käsefondue im Restaurant. Dieses hat den Tag perfekt abgerundet.

Unsere letzte Station war am Samstagmorgen die Magnettesthalle (SM18). Auch dort wurden wir wieder in drei Gruppen aufgeteilt und jede Gruppe hat erfahren, wie die Magnete für den LHC funktionieren.

Zum Schluss wurden der ganzen Gruppe noch verschiedene Folgeprojekte vorgestellt. Der Abschied fiel allen ziemlich schwer, besonders am HBF in Köln als sich der Großteil der Gruppe verabschiedet hat. Die Rückfahrt ist ohne Probleme verlaufen.

Alles in allem hat uns der Workshop hervorragend gefallen. Die Teilnehmer waren alle sehr freundlich und gemeinsam haben die Veranstaltungen sehr viel Spaß gemacht. Wir freuen uns darauf, uns bald wieder zu sehen.

Christian Müller (GY Frechen, Q1) und Johanna Kasischke (GY Rodenkirchen, Q2)

Studienfahrt nach München im Januar 2018

Wir, der Physik-LK der Q2, waren Anfang des Jahres auf Studienfahrt in München um das Deutsche Museum, speziell den Physikbereich, näher kennenzulernen.

Am Donnerstag ging unsere Reise per Zug los. Der Programmstart fiel damit auf Freitag, wo wir direkt mit dem Hauptgrund unseres Besuches anfingen; einem Besuch im Deutschen Museum. Dem Anlass entsprechend hatten wir Schüler Vorträge über Ausstellungsbereiche vorbereitet, von denen wir die ersten hörten. Anschließend sahen wir uns noch mehrere Vorführungen zu verschiedenen Themen an, unter anderem eine Vorführung mit flüssigem Stickstoff, eine eines Flugsimulators und eine mit Starkstrom. Den Nachmittag verbrachten wir damit, in kleineren Gruppen München zu erkunden und unter anderem die Architektur zu bewundern.

Der nächste Morgen brachte eine Rückkehr ins Deutsche Museum mit sich, wo wir eine interessante Führung mitmachten und die letzten Schülervorträge hörten. Mittags ging unsere Wissenschaftstour weiter mit einem Besuch im Planetarium, wo uns unser Sonnensystem auf atemberaubende Weise nähergebracht wurde. Mit dieser Vorführung endete unser Besuch des Deutschen Museums. Danach hatten wir etwas Zeit für uns und ließen schließlich den Abend mit einem gemeinsamen Restaurantbesuch ausklingen.

Dass der Sonntag auch der Tag der Abreise bedeutete, wollte keiner wirklich wahrhaben. Dennoch half es nichts und so machten wir uns über Umwege auf den Weg nach Hause, wo am nächsten Tag die Schulglocke wieder für uns läutete. 

Lea Cappellari, Q2