Siggi im CERN

Am 29.10.22 war es soweit, Siggi war zusammen mit Studierenden der LWF, der Physik und Medizinstudierenden aus Bonn am CERN in Genf. Die Exkursion wurde vom Prodekan Digital Healthcare organisiert und ist Teil des Wahlfachs „Teilchenphysik in der Medizin“, welches interdisziplinär sowohl den Bonner Medizinstudierenden, als auch den Studierenden der Uni Siegen offen steht. Neben dem World Wide Web hat die Forschung am CERN hohen medizinischen Impakt, die Detektortechnik wird verwendet, Röntgen, Kernspin, Nuklearmedizin, Laser, alles ist im Grunde Teilchenphysik. Unser Anspruch an unsere Studierenden ist, über den Tellerrand hinaus zu schauen, und da ist das CERN ideal. Begleitet wurden sie vom Bonner Dekan der Medizinischen Fakultät Prof. Bernd Weber, unserer Prorektorin Prof.In Alexandra Nonnenmacher, Prof. Hans Merzendorfer und Prof. Veit Braun.

Nach einer langen Busanreise konnten sich die Studierenden am Abend im französischen Teil des CERN in Saint Genis Pouilly erholen, um am nächsten Tag für die dreistündige Tour voll aufnahmefähig zu sein. Wir sind im Besucherzentrum im Hörsaal mit einem Einführungsvideo über die Geschichte des CERN gestartet und anschliessend mit unserem Bus zu den 2 Besichtigungsstationen gefahren, "mission control" und zum ALICE Experiment. Mission control ist erstaunlich unspektakulär, der Raum hat ca. 30x30 m, die Arbeitsplätze sind (wie es sich fürs CERN gehört) ringförmig angeordnet. Hier wird gesteuert, wie die Teilchen in den Ringen beschleunigt werden. Das geht erstaunlich banal los, den die Quelle der Teilchen ist eine normale Gasflasche mit Wasserstoff, dem die Elektronen entzogen werden. Der verbliebene Atomkern aus Proton und Neutron werden dann in einem Linearbeschleuniger langsam auf Tempo gebracht und über der sukzessiv grösser werdende Ringbeschleuniger letztlich in den LHC (large hadron collider) eingeleitet. Dieser hat 27 km Umfang und sein Tunnel ist knapp 100 m tief in die Alpen eingegraben, nicht nur, um kosmische Strahlung abzuhalten, welche die Ergebnisse verfälschen kann, sondern inzwischen auch aus Sicherheitsgründen. Im LHC werden die Teilchen auf Lichtgeschwindigkeit gebracht (300.000 km/sec) und zwei Teilchenströme gegenläufig zirkuliert. Das heißt, in 1 sec sausen diese fast 12.000 mal um den Ring. Damit die nicht geradeaus weiterfliegen, werden sie durch sehr viele, sequentiell angebrachte Magnete in einer Kreisbahn gehalten (also viele kleine Kernspingeräte nacheinander, die durch flüssiges Helium supraleitend sind). Wenn die beiden Teilchenströme dann Lichtgeschwindigkeit haben, lässt man sie an den Mess-Stellen (u.a. ALICE oder ATLAS) frontal aufeinanderprallen, die Atomkerne zerlegen sich in ihre Einzelteile und so bekommt man raus, woraus die bestehen.

Im Alice Experiment lässt man nicht Wasserstoffatomkerne, sondern Blei-Ionen aufeinanderprallen. Die sind viel schwerer und es entsteht eine Plasmasuppe aus Quarks und Gluonen, die (so stellt man es sich zumindest vor) der ähnelt, die kurz nach dem Urknall entstanden ist und aus der sich die Materie des Universums entwickelt hat. Man beobachtet, was diese Plasmasuppe so macht. Leider besteht das Universum nur zu 5 % aus Materie, 25 % sind "dunkle Materie" und 70 % „dunkle Energie". Keiner weiss, was das ist. Das CERN hat also noch gut zu tun. Übrigens, das James Webb Teleskop schaut sich das Ganze sozusagen von der anderen Seite an (Blick in die Vergangenheit). 

Nach 3h war´s leider auch schon vorbei und unsere

Studierenden haben sich vollgepackt mit spannenden Infos und ein paar Devotionalien aus dem CERN shop auf den Rückweg nach Siegen und Bonn gemacht.