Forschung in der Antarktis erleben

20. Oktober 2021

Der Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hält ein breites Angebot für Schülerinnen und Schüler bereit: Über Masterclasses, mehrtägige Akademien, Vorlesungen und Experimente sollen sie die Welt der Teilchenphysik kennenlernen, auch wenn das Thema im regulären Schullehrplan leider fehlt.
 

Sarina besuchte im Frühjahr die Masterclass IceCube. "Ich habe einen super Überblick zum Thema Teilchenphysik bekommen", meint die 14-Jährige. "In unseren Übungsgruppen konnten wir mit echten Daten arbeiten und es war immer jemand da, dem wir Fragen stellen konnten. Alles war wirklich perfekt organisiert und sehr gut gemacht", lobt sie. "Die Masterclass war deutlich komplexer und anspruchsvoller als mein normaler Schulunterricht, aber das ist gut, ich mag die Herausforderung." Sarina hält einen Moment inne. "Was ich nicht toll finde: So was findet zu selten statt."

Die Masterclass IceCube bietet jeweils 25 Schülerinnen und Schülern einen Einblick in die Arbeit am größten Detektor weltweit: IceCube ist buchstäblich ein Würfel tief im antarktischen Eis, ein Riesengebilde von einem Kilometer Kantenlänge, eine komplexe Konstruktion aus Kabelsträngen und Tausenden von Sensoren, die im Moment sogar noch ausgebaut wird. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt suchen hier nach hochenergetischen Neutrinos, nach Teilchen aus den Tiefen des Weltalls.

Neutrino-Jagd am Südpol

PRISMA+, das Exzellenzcluster Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter der JGU, ist mit von der Partie: Regelmäßig reisen Spezialistinnen und Spezialisten aus Mainz an den Südpol, um sich an der Neutrino-Jagd zu beteiligen, oder sie werten zu Hause die gewonnenen Daten aus – genau wie Sarina mit der Masterclass.

"Uns ist es wichtig, möglichst viele junge Menschen für die Teilchenphysik und speziell für unsere Forschung zu interessieren", meint Wiebke Kött. Die studierte Physikerin zeichnet seit 2018 bei PRISMA+ verantwortlich für eine ganze Palette von Schülerprojekten, die auch über den Junior Campus Mainz beworben werden. "Wir besuchen mit unseren Veranstaltungen sogar schon die Grundschulen." Die verschiedenen Masterclasses allerdings sind ähnlich wie die mehrtägige Teilchenphysik-Akademie eher etwas für die Älteren, ganz besonders Interessierten. "Dort gehen wir mehr in die Tiefe und dort werden uns durchaus Fragen gestellt, die sehr speziell und herausfordernd sein können."

Entsprechend aufwändig ist es, ein solches Angebot zu realisieren. Kött kann das nur gemeinsam mit den entsprechenden Fachleuten stemmen. "Ich habe den Eindruck, bei PRISMA+ ist es allen sehr wichtig, ihre Forschung an die Öffentlichkeit zu bringen. Egal, wen ich anspreche, ob Doktorandinnen und Doktoranden, Professorinnen und Professoren, sie sind gern dabei, wenn es ihre Arbeit erlaubt." Kött erwähnt besonders Prof. Dr. Frank Fiedler von der Fachdidaktik Physik, der sie immer wieder tatkräftig unterstützt.

"Wir überlegen uns gerade für die Akademie und die Masterclasses sehr gut, wie weit wir ein Thema reduzieren dürfen, wo wir ungenau sein können und wo nicht." Für die jüngste IceCube Masterclass gewann sie sowohl Prof. Dr. Sebastian Böser als auch drei seiner Doktoranden, die allesamt mit dem Detektor arbeiten. Von ihnen bekamen die Schülerinnen und Schüler Informationen aus erster Hand.

Teilchenphysik fehlt an den Schulen

"Für mich war das die zweite Masterclass", erzählt Elena. Wie Sarina besucht sie in Bad Kreuznach das Gymnasium. Die beiden sind gute Freundinnen. "Ich finde es schön, wie man an zwei Tagen Einblick in ein Thema bekommt. Und bei der zweiten Masterclass habe ich noch mal alles ein bisschen besser begriffen", sagt die 14-Jährige, die gleich darauf versichert: "Grundsätzlich ist es aber immer sehr verständlich." Elena kam auf Sarinas Anregung zu den PRISMA+-Schülerprojekten. "Bei meiner ersten Masterclass lernten wir das CERN kennen", erinnert sie sich. "Das war auch super interessant."

"Teilchenphysik kommt im regulären Unterricht leider kaum vor", bedauert Kött. Das Netzwerk Teilchenwelt der TU Dresden will diese Lücke mit seinen Initiativen schließen. Unter anderem unterstützt es eine entsprechende Masterclass bei PRISMA+. "Unser Lehrer hat trotzdem im letzten Schuljahr mit Teilchenphysik angefangen", berichtet Elena. Sarina nickt anerkennend und meint: "Elli hat einen der besten Physiklehrer."

Natürlich hinterließ die Corona-Pandemie auch bei den Schülerprojekten ihre Spuren. "Wir mussten auf digitale Kanäle umstellen", erzählt Kött. "Das hat seine Nachteile: Der persönliche Kontakt fehlt uns ein wenig. Dafür entdeckten wir neue Möglichkeiten. Wir erreichen zum Beispiel ein größeres Publikum, da wir nicht mehr auf die Region beschränkt sind." Neue Formate wie die Masterclass@home mussten her und neue Angebote kamen hinzu: "Wir konnten eine virtuelle Führung durch unseren Teilchenbeschleuniger MAMI erstellen. Daran nehmen sehr viele Schülerinnen und Schüler auf einmal teil. Live ginge das in solchem Umfang nicht. Ich denke, wir werden einiges als zusätzliche Optionen nach Corona beibehalten."

Sarina schaltet sich ein: "Wir haben uns auch online gut kennengelernt", sagt sie. "Elli und ich haben mit den anderen Handy-Nummern ausgetauscht." Die Arbeit in den Übungsgruppen sei ebenfalls gut gelaufen. "Wir mussten auch nicht extra von Bad Kreuznach nach Mainz kommen. Das ist praktisch – obwohl ich gern auf dem Campus bin."

Vielseitiges Programm findet reichlich Zuspruch

Tatsächlich kennt sich Sarina mittlerweile aus an der JGU: Sie besucht regelmäßig die beliebte Reihe "Physik am Samstag" an der JGU und schaut auch sonst, dass sie möglichst viele Veranstaltungen aus diesem Themenbereich mitbekommt. "In der Schule werde ich komplett dumm angeguckt, wenn ich über Physik reden will und meine: 'Das ist doch alles total einfach.' Die meisten verstehen nicht, warum ich das freiwillig tue." Sie hat sich sogar für ein Physik-Frühstudium neben der Schule entschlossen. Elena ist da etwas zurückhaltender: "Ich weiß noch nicht, ob ich später was in dieser Richtung mache, obwohl ich es spannend finde."

"Sicher ist es auch unser Ziel, Studierende für uns zu gewinnen", räumt Kött ein. Doch das sei nur ein Aspekt ihrer Arbeit. "Wir versuchen zwei Mal im Monat Live-Veranstaltungen zu bieten, dazu ein oder zwei Mal im Jahr unsere anspruchsvolleren Formate." Außerdem stehen Experimente zum Ausleihen bereit. Sowohl Schulklassen als auch Einzelpersonen können sich darum bemühen. "Wir wollen mit unseren Angeboten den Anschluss an die Lebenswelt vieler Schülerinnen und Schüler finden – und das möglichst früh." Bisher hat das hervorragend funktioniert: Die Welt der Teilchen zieht junges Publikum. Viele kommen immer wieder, um sich davon faszinieren zu lassen.