Von der Schulbank nach Helsinki – und weiter zum CERNzurück

Die Fachschaft Physik durfte am Freitag, den 10.7., einen besonderen Gast an unserem Gymnasium begrüßen: Erik Brücken, ein ehemaliger Schüler des Abiturjahrgangs 1994, heute Dozent an der Universität Helsinki. In seinem lebendigen und anschaulichen Vortrag nahm er unsere Schülerinnen und Schüler mit auf eine Reise in die Spitzenforschung der Teilchenphysik – dorthin, wo Detektoren Signale einfangen, die uns Einblicke in die frühesten Momente nach dem Urknall geben.

Herr Brücken entwickelt Detektoren, unter anderem für Experimente am CERN. Solche Messinstrumente machen das Unsichtbare sichtbar: Sie registrieren Spuren extrem kurzlebiger Teilchen, wie sie in den ersten Augenblicken des Universums existierten. Am Beispiel des CMS-Experiments (Compact Muon Solenoid) erläuterte er den Aufbau eines der großen Detektorsysteme am CERN. Schicht für Schicht – vom Silizium-Tracker über Kalorimeter bis hin zum Myon-System – wird hier die Energie und Flugbahn der Teilchen erfasst. So entsteht ein detailliertes Bild der Prozesse, die in Hochenergie-Kollisionen ablaufen.

Ein prägnantes Zitat blieb vielen im Gedächtnis: „Vieles in der Physik kann man nicht verstehen, sondern nur berechnen. Damit müssen wir uns zufriedengeben – bis wir es nachweisen können.“ Der Schlüssel zum Nachweis sind Detektoren.

Besonders begeisterte das live demonstrierte Experiment zur Detektion radioaktiver Strahlung mithilfe einer Bierdose – in seiner Funktionsweise einem Geiger-Müller-Zählrohr ähnlich. Warum ausgerechnet eine Bierdose? Ihr industriell gefertigter Aufbau mit konstanter Wandstärke und hohen Qualitätsstandards sorgt für reproduzierbare Ergebnisse; zugleich ist sie robust und kostengünstig. So wird aus Alltagsmaterial ein ernstzunehmendes Messgerät für den Unterricht und Schülerforschung.

Im Anschluss zeigte der Referent, wie aus den Messdaten ein Spektrum gewonnen wird. Die Analyse dieses Spektrums wirkt wie ein „Fingerabdruck“ der verwendeten radioaktiven Quelle: Verschiedene Isotope hinterlassen charakteristische Linien, aus denen sich Rückschlüsse auf ihre Identität und Strahlungsart ziehen lassen.

Der Vortrag machte deutlich, dass Detektortechnik nicht nur die Grundlagenforschung voranbringt, sondern unseren Alltag prägt:

• Medizintechnik: In der Computertomografie (CT) wandeln Detektoren Röntgenstrahlung in Bildinformationen um – die physikalischen Prinzipien stammen direkt aus der Teilchen- und Detektorentwicklung.
• Handykameras: Moderne Bildsensoren basieren auf Halbleitern, die einzelne Photonen registrieren – ein Verwandter der Detektoren in der Forschung.
• Nukleartechnik: Präzise Messsysteme dienen etwa der Vermessung von Brennstäben und der Überwachung von Strahlungsquellen.