Am 25. September 2025 experimentieren fünf Schülerinnen und Schüler der Centennial High School in Frisco, Texas, an der Elektronen-Stretcher-Anlage (ELSA) der Universität Bonn. Diese wissenschaftliche Initiative ist Teil des Programms „Beamline for Schools“ (BL4S), das vom CERN ins Leben gerufen wurde, um Schülern der Sekundarstufe II weltweit die Möglichkeit zu geben, eigene physikalische Experimente zu entwickeln und durchzuführen. Prof. Dr. Klaus Desch, der Leiter von ELSA, zeigt sich stolz über die Teilnahme seiner Anlage an diesem bedeutenden Bildungsprogramm und den angebotenen Möglichkeiten für die Schüler.
Das Team „Xtreme“ wird über 14 Tage die Übergangsstrahlung untersuchen. Dieses elektromagnetische Phänomen tritt auf, wenn geladene Teilchen die Grenze zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften überschreiten. Im Rahmen ihrer Studie erforschen die Schüler Proben aus abwechselnden Schichten nichtleitender und metallischer Materialien. Dabei werden die Röntgenstrahlen, die durch die Übergangsstrahlung generiert werden, mithilfe von Sensoren der Universität Bonn detektiert. Das übergeordnete Ziel dieser Forschung liegt in der Entwicklung von weichen Röntgenquellen sowie der zerstörungsfreien Strahldiagnostik, was wichtig für vielfältige Anwendungen in der Wissenschaft und Medizin ist.
Das Ziel von „Beamline for Schools“
„Beamline for Schools“ ist ein weltweiter Physikwettbewerb, der die Kreativität von Schülerinnen und Schülern fördert. Im Jahr 2025 wurden insgesamt 508 Vorschläge eingereicht, ein Rekord, der die große Begeisterung und das Engagement der jungen Forscher widerspiegelt. Diese Vorschläge stammen von etwa 3.653 Schülern aus 72 verschiedenen Ländern. Besonders hervorzuheben ist, dass rund 35 Prozent der Teilnehmer weiblich sind, was die Initiative zur Förderung der Chancengleichheit in der Naturwissenschaft unterstützt.
Die Frist zur Einreichung der Experimente endete am 10. April 2025. Experten haben die Einsendungen bewertet und die besten Vorschläge ermittelt. Die Gewinner wurden am 9. Juli durch offizielle Pressemitteilungen von CERN, DESY und der Universität Bonn bekannt gegeben. Die fünf ausgewählten Teams durften ihre Experimente im September 2025 durchführen und erhalten zusätzlich die Möglichkeit, mit renommierten Wissenschaftlern zu interagieren.
Ein Blick auf die Technik der Teilchenbeschleunigung
Teilchenbeschleuniger wie die ELSA-Anlage nutzen grundlegende physikalische Prinzipien zur Erzeugung und Beschleunigung von geladenen Teilchen. Dabei kommen verschiedene Technologien wie die Kathodenstrahlröhre und der Zyklotron zum Einsatz, die seit Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt wurden. Diese Beschleuniger bedienen sich der Kraft von Magnetfeldern, um Teilchen auf spiralförmigen Bahnen zu beschleunigen.
Die Techniken und Anlagen haben sich im Laufe der Jahre weiterentwickelt. Heutige Beschleuniger erreichen Energien bis zu mehreren TeV (Teraelektronenvolt) und finden Anwendung sowohl in der Grundlagenforschung als auch in klinischen Bereichen, wie der Protonentherapie, die zur Bekämpfung von Krebs eingesetzt wird. Durch diese Konzepte können Wissenschaftler tiefere Einblicke in die Struktur der Materie gewinnen und Fortschritte in verschiedenen Forschungsfeldern erzielen.
Die Bedeutung solcher Programme wie „Beamline for Schools“ kann nicht hoch genug eingeschätzt werden, da sie nicht nur das Interesse junger Menschen an Naturwissenschaften fördern, sondern auch zur Schaffung einer breiteren und vielfältigeren Basis für zukünftige Wissenschaftler beitragen.
