Mit Schülern aus Antwerpen, Brüssel, Gent und Lodz gingen am Samstag vor den Osterferien die Hands-On Particle Physics Masterclasses 2005 zu Ende. Die Veranstaltung lief zwei Wochen lang (vom 7. bis 19. März) in über 60 Städten aus 18 europäischen Ländern und bot Schülern aus der jeweiligen Umgebung die Gelegenheit, einen Tag lang in die Welt der Elementarteilchenphysik zu schnuppern, selbst echte experimentelle Daten auszuwerten, und die Ergebnisse dann im Rahmen einer internationalen Videokonferenz mit den anderen Masterclasses und Experten am CERN zu diskutieren.
In Österreich gab es drei Masterclasses, in Graz, Innsbruck sowie der Landeshauptstadt Wien (siehe Fotos).
Die Daten, die von den Schülern ausgewertet wurden, stammten von zwei großen Experimenten am europäischen Forschungszentrum CERN mit den Namen OPAL und DELPHI. Mit Hilfe des gigantischen Teilchenbeschleunigers LEP (Large Electron Positron collider) wurden bei diesen Experimenten jene sogenannten Z-Bosonen erzeugt, die in den Masterclasses studiert werden konnten.
Z-Bosonen sind elektrisch neutrale Teilchen, die etwa so schwer sind wie ein Zirkonium-Atom. Während letzteres aber aus über 200 einzelnen Fundamentalteilchen zusammengesetzt ist (Quarks und Elektronen), handelt es sich bei dem Z um ein einzelnes, nicht weiter zerlegbares Teilchen, das als Übermittler der schwachen Wechselwirkung fungiert. Die schwache Wechselwirkung ist jene Kraft, die den Fusionsprozess in unserer Sonne bestimmt, ihre Schwäche garantiert dabei dass dieser Prozess langsam genug abläuft um die Sonne schon viele Milliarden lang leuchten zu lassen.
Die Z-Teilchen sind nicht stabil, sondern zerfallen in Bruchteilen von Sekunden wieder in andere Teilchen, deren Spuren in den Detektoren der Experimente sichtbar gemacht werden. Die Schüler lernten, anhand von Bildern wie oben die Zerfallsteilchen zu identifizieren, und konnten so die Vorhersagen der besten derzeit bekannten Theorie der Elementarteilchen, des Standardmodells, selbst überprüfen. Darüber hinaus lernten sie auch etwas über die Gesetze der Statistik: genauso wie eine Hochrechung vor einer Wahl nicht das genaue Ergebnis vorhersagen kann, und immer mit einem Fehler behaftet ist, so kann auch die Bebachtung von - wie im Falle der Masterclasses - 1000 Z-Zerfällen nur ein Ergebnis innerhalb einer gewissen Schwankungsbreite bringen.
Eine weitere wichtige Lektion zeigte sich in der Diskussion der verschiedenen Ergebnisse mit anderen europäischen Masterclasses: es können auch bei der Auswertung Fehler passieren, die erst beim Vergleich mit anderen "Forschergruppen" sichtbar werden. Da es für Wissenschaftler kein "Lösungsheft" gibt, in dem sie das richtige Ergebnis nachschlagen können, kann das Problem nur durch intensive internationale Zusammenarbeit gelöst werden - so kann die Fehlerquelle leichter gefunden werden, bis man schließlich ein gemeinsames Ergebnis findet, das durch viele unterschiedliche Gruppen bestäigt wird.
Weitere Infos zu den Masterclasses: wyp.teilchenphysik.org
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