Team SPEEDers am ersten Tag in Hamburg. (Bild: DESY / Marta Mayer)
Auf dem Hamburger Campus sind acht „SPEEDers“ gelandet – hinter diesem Namen verbergen sich keine zu schnell fahrenden Jugendlichen sondern Nachwuchsforscherinnen und -forscher aus den USA auf einer ganz besonderen Mission: Sie wollen ein wenig bekanntes physikalisches Phänomen an DESYs Testbeam untersuchen – ihr Vorschlag beim Wettbewerb „Beamline for Schools“ (BL4S). Ihre Forschung könnte helfen, eine neue Methode zur Messung eines Teilchenstrahls zu entwickeln, ohne diesen zu stören - wichtig für den reibungslosen Betrieb von Beschleunigern. Team „SPEEDers“ ist eins von drei Gewinnerteams des diesjährigen Oberstufenwettbewerbs „CERN Beamline for Schools“; die anderen beiden Teams, die aus Estland und Japan stammen, führen ihre Experimente am Forschungszentrum CERN in der Schweiz durch, das den Wettbewerb organisiert. Unterstützt werden die Jugendlichen bei ihren Experimenten von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der beiden Forschungszentren.
Die SPEEDers sind acht Schüler:innen der 11. und 12. Klasse der Andover High School in Massachusetts, USA. Ihr Vorschlag: Messwerte der Smith-Purcell-Strahlung isolieren – einem ungewöhnlichen Effekt, der erstmals von Edward Purcell und Steve Smith in den 1950er Jahren entdeckt wurde. Die Smith-Purcell-Strahlung tritt auf, wenn ein beschleunigtes Teilchen extrem nahe und parallel zu einer wellenartig geformte Metalloberfläche fliegt. Dadurch entsteht im Metall ein Stromfluss, der die Strahlung verursacht. Die Studenten wollen nun herausfinden, ob sich die Smith-Purcell-Strahlung so isolieren lässt, dass sie etwas über den sie erzeugenden Teilchenstrahl erfahren können. Mit ihrer Strahldiagnostik wollen sie helfen, eine neue Methode zur Messung eines Teilchenstrahls zu entwickeln, ohne diesen zu stören.
„Strahldiagnostik ist ein spannendes Gebiet“, sagt Richard Chen aus dem SPEEDers-Team. „Und die Smith-Purcell-Strahlung wurde bisher als mögliche Methode noch nicht erforscht.“ Inspiriert wurde sein Team durch frühere BL4S-Siegerteams, die ähnliche diagnostische Arbeiten durchgeführt haben.
Nun hat das Team auf dem Hamburger Forschungscampus zwei Wochen Zeit, um sein Experiment durchzuführen. Unterstützt werden die Jugendlichen von DESYanern und DESYanern . „Die Forschungsanlagen hier sind wirklich erstaunlich“, sagt Samyak Jain aus dem SPEEDERS-Team. „Und die Leute hier sind unglaublich hilfsbereit. Wir haben schon so viel von ihnen gelernt – das könnte kein Physikbuch oder Google leisten.“
Jaiden Li, Schülerin aus der 12. Klasse findet es spannend, die wissenschaftliche Gemeinschaft außerhalb ihres Heimatlandes kennenzulernen. „Auch das gehört für mich dazu“, sagt sie.
In der Zwischenzeit erforschen am CERN Team „Mavericks“ aus Estland und Team „Sakura Particles“ aus Japan den Nachweis von Myonen. Die drei Gewinner-Teams tauschen sich virtuell zu ihren Experimenten aus. Am 16. September gab es außerdem ein besonderes Treffen anlässlich des 10-jährigen Jubiläums von BL4S, mit internationalen VIPs. „Es ist eine unglaubliche Chance für Schülerinnen und Schüler, dass das Forschungszentrum CERN und DESY ihren Campus für den Nachwuchs öffnen“, sagte bei der Veranstaltung Abigail Greenwald, stellvertretende US-Generalkonsulin in Hamburg. „Dieser Wettbewerb stärkt Jugendliche aus der ganzen Welt und verleiht ihren Stimmen Gehör – ein Gewinn für uns alle.“
CERN-Physiker Christoph Rembser warf einen Blick zurück auf das vergangene Jahrzehnt und auf all die jungen Leute, die Experimente entworfen, gewonnen und durchgeführt haben. „Es ist eine großartiges Erlebnis, die Träume in den Augen der jungen Menschen zu sehen“ sagte der Initiator des Wettbewerbs.
BL4S wurde 2014 anlässlich des 60-jährigen Bestehens des CERN ins Leben gerufen. Nach dem Erfolg der ersten Ausgabe wurde der Wettbewerb fortgesetzt und erreichte 2023 seine 10. Ausgabe. Seit 2014 wurden 25 Teams als Gewinner von BL4S ausgezeichnet, und mehr als 20.000 Schüler:innen aus der ganzen Welt nahmen an dem Wettbewerb teil. Die Zahl der Teilnehmenden ist in den vergangenen Jahren stetig gestiegen, und in diesem Jahr haben 461 Teams aus 78 Ländern einen Experimentiervorschlag eingereicht.
Die Zusammenarbeit bei BL4S zwischen CERN und DESY begann 2019 während der Abschaltphase der CERN-Beschleuniger. In diesem Jahr wird das deutsche Labor zum sechsten Mal Gastgeber für ein Gewinnerteam 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.
Weitere Informationen:
https://beamlineforschools.cern/
https://beamlineforschools.cern/editions/2024-edition
