Zwei Gewinnerteams des Wettbewerbs „Beamline for Schools“ führen ihre Experimente in Hamburg durch
Die Teams aus Mexiko und Kanada stürzen sich direkt in ihre Arbeit und führen die Experimente durch, die sie für den Wettbewerb entwickelt haben
Zwei Schüler:innen-Teams aus Mexiko und Kanada sind in diesem Jahr die Gewinner des internationalen Beamline for Schools (BL4S)-Wettbewerbs und beginnen ab sofort mit ihren selbst entworfenen Experimenten am DESY-Teststrahl in Hamburg. Der Wettbewerb ist eine Kooperation von DESY und dem europäischer Forschungszentrum CERN und ermöglicht Oberstufenschülerinnen und -schülern aus aller Welt exzellente und einmalige Forschungsmöglichkeiten. In diesem Jahr haben 508 Teams einen Vorschlag eingereicht und darum gewetteifert, ihre Experimente an einer erstklassigen Forschungseinrichtung durchzuführen: entweder bei DESY in Hamburg, am CERN in Genf oder an der Elektron-Strechter-Anlage ELSA in Bonn.
Das mexikanische Team „Pumas in Kollision" aus Mexiko-Stadt analysiert unkonventionelle potenzielle Szintillatoren-Materialien, die mit elektrisch geladenen Teilchen und in Lichtblitze (Szintillationen) umwandeln. Ziel des Teams: kostengünstigere Detektoren entwickeln. Die Jugendlichen verwenden dafür ein ungewöhnliches Material: Kidneywood-Pigment, das Extrakt eines in Mexiko heimischen Baumes, das als Tee harntreibend wirkt. Kidneywood-Pigment leuchtet, wenn es von hellem Licht angeregt. Besonders stark leuchtet es, wenn es mit dem organischen Lösungsmittel Toluol gemischt wird. Zusätzlich testet das Team das Mineral Fluorit auf seine szintillierenden Eigenschaften.
Ungewöhnliche Materialien brauchen aber auch eine besondere Laborumgebung, da hat DESY unterstützt. „Das DESY-Team hat uns spezielle Behälter bereitgestellt, mit denen wir das flüssige Pigment im Elektronenstrahl testen können", erklärt Haziel Barcenas, Mitglied im Pumas in Kollision-Team.
Auch Teammitglied Paula Gonzalez ist schnell von der Schülerin zur Forscherin geworden: „Wir machen hier herausfordernde Erfahrungen“, sagt sie. „Und so kommen wir auf jeder wissenschaftlichen Ebene voran – sei es beim Programmieren, in der Mathematik oder Chemie. Hier bei DESY haben wir alle Ressourcen, die wir für dieses Experiment brauchen, und ich bin begeistert von der kreativen Freiheit, die wir haben. So können wir unserer Fantasie bei der Problemlösung freien Lauf lassen.“
Lehrerin Laura Gonzalez, die bereits zum zweiten Mal erfolgreich ein Siegerteam zu DESY begleitet, bestätigt das: „Die Jugendlichen fühlen sich im DESY-Teststrahl total wohl“, sagt sie. „Sie entwickeln eifrig neue Ideen, schlagen viele Dinge vor und versuchen, zu lernen. Dieses Team ist hochmotiviert!“
Das kanadische Team „Dawson Technicolor" aus Montreal testet einen selbstgebauten Detektor für kosmische Strahlung. Dafür haben die Jugendlichen einen szintillierenden Detektor konzipiert und mit Ersatzteilen von Grund auf selbst gebaut. Die Elektronen simulieren dabei die Bahnen der Myonen – jener Teilchen, aus denen die kosmische Strahlung besteht – mit einem dreidimensionalen Detektor, dessen Ausrichtung verändert werden kann.
„Wir haben den Detektor mit Polyvinyl-Toluol-Stäbchen gebaut und sie so angeordnet, dass wir mit möglichst wenigen Stäbchen eine exponentielle Präzision über den gesamten Detektor entwickeln können“, erklärt Aljoscha Ziegler aus dem Dawson Technicolor-Team.
Die Jugendlichen haben in Vorbereitung auf ihre Experimente auch ihre eigene Datenerfassungsarchitektur und Datenvisualisierung von Grund auf neu entwickelt – acht Monate hat das gedauert. „Es war großartig, über den Sommer mit Freundinnen und Freunden an der Programmierung dieses Systems zu arbeiten“, sagt Evan Parasol von Dawson Technicolor. „Wir konnten voneinander Neues lernen und das anwenden, was jeder von uns bereits schon konnte.“ Auch Teammitglied Chun-On Yu ist begeistert, an einer Forschungseinrichtung wie DESY zu forschen: „Hier kann ich Maschinen sehen, die wir zu Hause in unserer Schule einfach nicht haben!“
Zwei Wochen lang – bis zum 24. September – haben die Teams ihre Experimente bei DESY durchgeführt und dabei auch Wissenschaftseinrichtungen rund um Hamburg besichtigen. Am Ende ihres Aufenthalts haben sie erste Ergebnisse präsentiert.
„Wir heißen die Schulteams aus Mexiko und Kanada herzlich willkommen“, sagt DESY-Direktorin Beate Heinemann. „Und wir hoffen, dass die Jugendlichen in den nächsten zwei Wochen erfüllende, unvergessliche und bereichernde Erfahrungen machen werden! Wir freuen uns besonders, die transatlantische Zusammenarbeit stärken und in Kooperation mit dem CERN zu diesem Wettbewerb beitragen zu können.“
Der internationale Wettbewerb BL4S wurde 2014 anlässlich des 60-jährigen Bestehens des CERN ins Leben gerufen. Die Zusammenarbeit bei BL4S zwischen CERN und DESY begann 2019 während der Abschaltphase der CERN-Beschleuniger. In diesem Jahr wird das DESY zum siebten Mal Gastgeber für zwei Gewinnerteams sein.
Der Beamline for Schools-Wettbewerb 2024 wird von der CERN and Society Foundation mit Unterstützung der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung und Rolex gefördert.