Einführung in die Grundlagen der Kern- und Elementarteilchenphysik

Seit 1996 bietet das II. Physikalische Institut interessierten Schülergruppen - bisher Leistungskurse Physik verschiedener mittelhessischer Gymnasien - einen Einblick in Fragestellungen der Physik, das Berufsbild des Physikers, Forschung und Lehre an der Universität verbunden mit vielen Möglichkeiten zum selbständigen Experimentieren und Erforschen elementarer Grundlagen der Kern- oder Teilchenphysik.

 
Man untersucht die Eigenschaften radioaktiver Strahlung, testet selbst gebaute Nachweisdetektoren und wird vertraut gemacht mit modernsten Messgeräten und elektronischen Datenaufnahmesystemen.

Das Praktikum umfasst in der Regel 4-5 Projekttag, an denen in ganztägiger Arbeit die Thematik durch Vorträge, Diskussionen und vor allem ein reichhaltiges selbständiges Experimentierprogramm gemeinsam erarbeitet werden. Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Kernphysik sind nicht erforderlich - nur das Interesse und der Spaß, neue physikalische Zusammenhänge zu erarbeiten. Die Kurstermine werden individuell vereinbart - wenn möglich in der vorlesungsfreien Zeit - wobei in den meisten Fällen von Seiten der Schüler den Schulferien der Vorzug gegeben wurde.

Presseberichte: 1997, 1998, 1999, 2000 (pdf)

Das Projekt besitzt kein festgelegtes Programm, lediglich Themenschwerpunkte, die je nach zeitlichem Rahmen, Vorkenntnissen und Interessen der Teilnehmer bearbeitet oder vertieft werden. Basierend auf den bisher durchgeführten Praktika lagen folgende Inhalte im Vordergrund:

• Einführende Experimente zur natürlichen Radioaktivität
• Experimentieren mit Szintillationsdetektoren aus BaF₂-Kristallen
• Gamma-Spektroskopie mit einem Halbleiterdetektor aus Germanium
• Alpha-Spektroskopie mit einem Halbleiterdetektor aus Silizium
• Experimentieren mit Plastik-Szintillationsdetektoren

Neben den Experimenten und Diskussionen zu den elementaren Grundlagen der Kern- und Teilchenphysik wird das Berufsfeld des Physikers in Industrie und Forschung erläutert und diskutiert. Folgende Themenpunkte werden angeschnitten:

• Das Studium der Physik - Voraussetzungen, Stundenplan und Ablauf
• Berufsmöglichkeiten eines Physikers in Industrie, Verwaltung, Forschung und Lehre
• Struktur eines Physikalischen Instituts an der Universität
• Bedeutung der Infrastruktur aus Werkstätten und Labors
• Internationale Forschungsprojekte und Einbindung der Studenten
• Bedeutung der Grundlagenforschung

Das Projekt wird ergänzt durch kurze Vorträge (Prof. Metag) zu speziellen Themen, z.B.:

• Struktur der Materie - von der Zelle zu den Quarks
• Tumortherapie mit Strahlen schwerer Ionen
• Physikalische Fakten der Strahlenbelastung durch CASTOR-Transporte

Eine gemeinsame Exkursion z.B. zur Besichtigung der Beschleuniger- und Experimentier-Anlagen an der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt kann organisiert und durchgeführt werden auch zur Vertiefung der innerhalb des Projektes diskutierten Grundlagen.

Weiteres Informationsmaterial: Einführung in ausgewählte Laborexperimente (pdf)