Schwerpunkt Teilchenphysik

Das Programm für den Schwerpunkt Teilchenphysik sieht an den Vormittagen eine Reihe von Vorträgen und Besichtigungen vor, die den Teilnehmerinnen und Teilnehmern einen Einblick in die Welt der Beschleuniger und Detektoren sowie in die Theoretische Elementarteilchenphysik gewährt. An den Nachmittagen stehen diverse Experimente in verschiedenen DESY-Laboren auf dem Programm. Zum Thema "Teilchenphysik in der Schule" gibt außerdem das Team des DESY-Schülerlabors physik.begreifen Tipps.

Dr. Doris Eckstein (CMS) mit einer Lehrergruppe im Reinraum der Detector Assembly Facility; Foto: Marta Mayer/DESY, 2018

DESY II Test Beam Facility

Die DESY II Test Beam Facility bei DESY in Hamburg ist eine Anlage, an der neue Detektoren und Technologien mithilfe hochenergetischer Elektronen getestet werden. Sie ist weltweit eine der wenigen Einrichtungen, bei denen dies möglich ist. In den letzten drei Jahren haben über 800 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus insgesamt 48 Ländern diese Einrichtung genutzt. Unter anderem wurden hier Detektorkomponenten für die LHC-Experimente am CERN getestet oder auch neue Technologien für die zukünftige Generation von Experimenten erprobt. Im Rahmen der DESY-Lehrerfortbildung haben die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Möglichkeit, selbst Experimente an einer der Beamlines durchzuführen.

HiGradeLab

Im HiGradeLab werden die supraleitenden Beschleunigungsstrecken für Teilchenbeschleuniger, sogenannte Hohlraumresonatoren oder auch Cavities, mit speziell entwickelten Analyseverfahren und Bearbeitungsmethoden auf ihre Oberflächenbeschaffenheit untersucht und ausgebessert. Das Wissen und die Erfahrung aus der Arbeit im HiGradeLab wird genutzt, um zukünftige Herstellungsprozesse zu optimieren und so eine effiziente industrielle Massenproduktion von Cavities zu ermöglichen. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben die Gelegenheit, das Labor und die dort entwickelten Verfahren kennenzulernen und selbst eine Cavity zu untersuchen.

Detector Assembly Facility

Für die nächste Phase des LHC, die sogenannte Hochluminositätsphase, in der die Datenmenge um ein Vielfaches erhöht werden soll und die ab 2026 beginnt, werden neue, leistungsfähigere Detektoren für die Experimente ATLAS und CMS gebraucht. DESY baut in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Partnern jeweils eine Endkappe der neuen Silizumspurdetektore. Dazu werden in DESYs neuer Detector Assembly Facility, die im Wesentlichen aus einem 250 m² großem Reinraum besteht, mehrere tausend Silizumdetektor-Module produziert, getestet und anschließend in die mechanische Struktur der Endkappen montiert. Bei einer Führung durch die Facility lernen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die wichtigsten Arbeitschritte sowie die Arbeitsweise unter Reinraumbedingungen kennen.

Blasenkammerexperimente

In einer Blasenkammer können die Spuren geladener Teilchen sichtbar gemacht werden, während das Füllmaterial selbst auch als Target für Teilchenkollisionen dient. Bei der Untersuchung solcher Teilchenspuren können die Teilnehmerinnen und Teilnehmer viel über die Grundlagen der Teilchenphysik lernen.

Schülerexperimente

Im DESY-Schülerlabor können die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mithilfe von Myonen-Detektoren Experimente zur Untersuchung kosmischer Strahlung durchführen. Darüber hinaus haben sie die Gelegenheit an einer Teilchenphysik-Masterclass teilzunehmen, bei der sie ein Programm kennenlernen, mit dem sie auch in der Schule gemeinsam mit den Schülern Daten vom LHC auswerten können.