FORSCHUNG, STUDIUM

Serie: Forschen und Lernen – Blick in die Großforschung  

Im KATRIN-Experiment am KIT werden die leichtesten, häufigsten und doch rätselhaftesten Teilchen des Universums – die Neutrinos – erforscht und gemessen. Im Studium ganz nah an ein solches Experiment aus der Großforschung herankommen? Das physikalische Fortgeschrittenenpraktikum macht’s für Studierende der Physik möglich. Michelle hat den Kurs im Sommersemester besucht und uns davon erzählt.

„Beschleunigerphysik und damit verbunden auch Teilchenphysik fand ich schon immer total interessant“, so die Physikstudentin im sechsten Bachelorsemester, „und weil das KIT dort breit aufgestellt ist und auch eigene Beschleuniger hat, habe ich mich für das Studium entschieden.“ Bestandteil ihres Studiums sind verschiedene Praktika, die sowohl klassische als auch moderne Physik beinhalten. Das Praktikum 4, das physikalische Praktikum für Fortgeschrittene, besuchen üblicherweise Masterstudierende. Es kann jedoch auch – wie im Fall von Michelle – von Bachelorstudierenden vorgezogen werden.

„Im Grunde sieht das Praktikum so aus: Man bekommt eine Mappe, in der die grundlegenden Informationen zum jeweiligen Experiment stehen. Diese nutzt man zur Vorbereitung, denn am Anfang des Praktikums findet immer eine Abfrage statt, um zu prüfen, ob die Gruppe mit dem Versuch vertraut ist und ihn durchführen kann. Wenn man nicht ausreichend vorbereitet ist, wird der Versuch abgebrochen, aber man hat die Möglichkeit, ihn zu einem späteren Zeitpunkt zu wiederholen“, sagt die Studentin.

Die fünf im Semester zu absolvierenden Versuche stammen aus unterschiedlichen Bereichen der Physik, zum Beispiel aus der Quantenmechanik, der Festkörperphysik oder der Teilchenphysik; aufgeteilt in Zweiergruppen gilt es, von einer Tutorin oder einem Tutor ausgewählte Versuche zu bearbeiten. „Wir hatten zum Beispiel Versuche mit einem Fotowiderstand und mit einem Quantenradierer durchzuführen. Dabei haben wir meist sehr große Datensätze erhalten. Diese haben wir mit nach Hause genommen und ein Protokoll zum Versuch geschrieben, in dem wir dargestellt haben, wie wir vorgegangen sind, wie es funktioniert hat, welche Daten wir erhalten haben und wie wir diese auswerten“, erklärt Michelle.

KATRIN ist ein internationales Projekt der physikalischen Grundlagenforschung. Hinter KATRIN verbirgt sich eines der größten Rätsel der Naturwissenschaft, nämlich die Frage, ob Neutrinos eine Masse besitzen.

„Ein Versuch meiner Gruppe war ‚KATRIN und der myonische Untergrund im Hauptspektrometer‘. Das hat mich unfassbar begeistert, weil es ein ‚richtiges‘ Experiment ist, das gerade läuft und weil ich wirklich schauen konnte, wie die Forschenden dort arbeiten und was in der Forschung passiert. Da ich später vielleicht einmal promovieren möchte und auch Promovierende an KATRIN beteiligt sind, war das für mich sehr spannend“, so die Studentin.

Am Tag des Versuchs konnten Michelle und ihre Praktikumspartnerin das Neutrino-Experiment am Campus Nord des KIT besichtigen und ihre Fragen loswerden. „Das hat mich positiv überrascht, da ich vorab davon ausgegangen bin, dass wir keinen Zugang zum Aufbau erhalten würden“, sagt Michelle. Vor Ort fand auch die Abfrage statt und im Anschluss ging es für die beiden Studentinnen in ein Containerbüro, in dem sie Datensätze und Phytonskripte zur Bearbeitung und Auswertung erhielten. „Ziel waren mehrere Koinzidenzenbestimmungen, die Lebensdauerbestimmung von Myonen und die Berechnung der Ereignisrate“, erzählt Michelle.

Weil ihr der Versuch zu KATRIN so gut gefallen hat, wünscht sich Michelle auch in den anderen Versuchen des physikalischen Praktikums noch mehr direkten Forschungsbezug. „Natürlich ist es erstmal wichtig, die Grundlagen zu lernen, um überhaupt arbeiten zu können. Es gibt viele Versuche, die ich sehr praktisch finde, um ein grundlegendes Verständnis aufzubauen. Zudem ist die Eins-zu-Zwei-Betreuung, also eine Tutorin oder ein Tutor pro zwei Studierende, die das Praktikum absolvieren, von Vorteil, weil man eine direkte Ansprechperson bei Fragen hat“, fasst Michelle zusammen.

Text: Laura Jörger

Fotos: Kira Heid, Markus Breig

Donnerstag, 11. August, 2022
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Geschrieben von: Gastautor