Vom 31. März bis 4. April 2025 finden an der Georg-August-Universität Göttingen die internationalen Schülerforschungstage statt. Die Veranstaltung ist Teil der Feierlichkeiten zum Quantenjahr 2025. Während dieser Woche können Schülerinnen und Schüler der Oberstufe die faszinierende Welt der Teilchenphysik hautnah erleben.
Die Teilnehmer haben die Möglichkeit, an Masterclasses in Teilchenphysik teilzunehmen, in deren Rahmen sie Daten vom CERN in Genf analysieren werden. Tägliche Veranstaltungen finden im Forum Wissen, Berliner Straße 28, von 10 bis 17 Uhr statt. Schülerinnen und Schüler, die sich für die Veranstaltung interessieren, können sich bis zum 27. März 2025 per E-Mail anmelden. Diese Masterclasses werden in Zusammenarbeit mit der International Particle Physics Outreach Group angeboten und zielen darauf ab, jungen Menschen ein besseres Verständnis der Grundprinzipien der Quantenmechanik zu vermitteln.
Quantenverschränkung und Teilchenphysik
Ein zentrales Thema der diesjährigen Veranstaltungen ist die Quantenverschränkung, ein Phänomen der Quantenphysik, bei dem der Zustand eines Teilchens mit dem eines anderen verbunden ist, unabhängig von der Entfernung. Dieses Konzept hat in der klassischen Physik kein Äquivalent und ist von entscheidender Bedeutung für die Überprüfung der Vorhersagen der Quantenmechanik. Praktische Anwendungen dieser Entdeckung reichen von Quantenkryptographie bis zu Quantencomputing.
Die jüngsten Fortschritte in der Forschung am Large Hadron Collider (LHC) haben gezeigt, dass Quantenverschränkung nun auch bei hohen Energien beobachtet werden kann. Physiker Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger wurden 2022 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet, weil sie grundlegende Experimente zur Quantenverschränkung durchgeführt haben. Dabei haben die Universaldetektoren ATLAS und CMS am LHC entscheidende Daten zur Quantenverschränkung gesammelt.
Neue Forschungsergebnisse und ihre Bedeutung
Der erste Nachweis der Quantenverschränkung erfolgte durch das ATLAS-Experiment und wurde kürzlich im Fachjournal „Nature“ veröffentlicht. Diese Beobachtungen wiesen auf die Verschränkung der Zerfallsprodukte von Top-Quarks hin, den schwersten bekannten Elementarteilchen. Hierbei wurden deren Quanteneigenschaften, wie der Spin, untersucht, um Rückschlüsse auf die Verschränkung zu ziehen. Die Ergebnisse erweitern das Verständnis der Eigenschaften von Top-Quarks und deren Wechselwirkungen.
Die Beobachtung der Quantenverschränkung bei hohen Energien eröffnet neue Perspektiven für die Überprüfung des Standardmodells der Teilchenphysik. Zukünftige Experimente könnten darüber hinaus Hinweise auf physikalische Phänomene liefern, die über das gegenwärtige Modell hinausgehen. Diese Entwicklungen sind nicht nur für die Wissenschaft von Bedeutung, sondern bieten auch Schülerinnen und Schülern während der Forschungswochen die Gelegenheit, aktiv an der Erforschung dieser komplexen Themen mitzuwirken.
Um mehr über die Veranstaltungen zu erfahren oder um sich anzumelden, können interessierte Klassen ab Jahrgangsstufe 10 sowie Einzelpersonen Prof. Dr. Arnulf Quadt und Dr. Sebastian Wozniewski an der Fakultät für Physik der Universität Göttingen kontaktieren.
