Ein Zyklotron macht Schule

Jülich, 2. Oktober 2014 – "Früh übt sich, wer ein guter Physiker werden will" – das (abgewandelte) Sprichwort steckt hinter COLUMBUS: In diesem Projekt bauten Schülerinnen und Schüler des Coburger Gymnasiums Ernestinum mit Unterstützung des Forschungszentrums Jülich das erste Zyklotron für Schul- und Lehrzwecke in Europa. Jetzt kamen vier der Nachwuchsforscher nach Jülich, um die Anlage am Institut für Kernphysik (IKP) zu verbessern und weitere Experimente durchzuführen. Das Jülicher Schülerlabor JuLab will in Zukunft ein eigenes Kleinzyklotron für Experimente anbieten.

In einem Zyklotron werden Ionen beschleunigt und auf eine bestimmte Bahn gebracht. So werden sie für die physikalische Forschung nutzbar. Mit diesen Messungen suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Antworten auf fundamentale Fragen wie "Woher stammt die Materie im Universum?" und "Wie entsteht Masse?".

Prof. Rudolf Maier, ehemals Direktor des Instituts für Kernphysik, und seine Mitarbeiter Dr. Ralf Gebel und Dr. Olaf Felden unterstützten das Coburger Projekt eines Mini-Teilchenbeschleunigers von Anfang an tatkräftig: Die Jülicher Wissenschaftler stellten seit 2012 nicht nur ihr Know-how, sondern auch Komponenten wie einen 430-Kilogramm-Magneten aus ihrem Fundus zur Verfügung. Mit dieser Hilfe konnten Studiendirektor Christian Wolf und sein Team vom Ernestinum das Schul-Zyklotron bauen und in Betrieb nehmen. "Wir analysieren seinen Aufbau und führen viele Experimente durch. Schülerinnen und Schüler erwerben auf diesem Wege ein großes physikalisches und technisches Wissen", sagt Wolf. Inzwischen erhielten die Coburger für ihr kleines Zyklotron zahlreiche Auszeichnungen und konnten das Projekt bei der internationalen Konferenz für Teilchenbeschleuniger "Cyclotrons" in Vancouver vorstellen.

Karl Sobotta, Leiter des Jülicher Schülerlabors JuLab, ist von dem Projekt begeistert und plant, eine ähnliche Anlage mithilfe der IKP-Spezialisten im Forschungszentrum aufzubauen und Teilchenbeschleuniger-Workshops für Schüler, Studenten und Lehrer anzubieten. "Mit dem JuLab-Zyklotron werden Schülerinnen und Schüler gleichzeitig an physikalische Grundlagen und technische Berufe herangeführt", sagt Sobotta. Das Jülicher Kleinzyklotron könnte nach den jetzigen Plänen 2015 in Betrieb gehen.

Für die "großen" Forscher ist in Jülich seit 1993 das Synchrotron COSY in Betrieb. In ihm werden zum Beispiel Protonen auf bis zu 96 Prozent Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und gespeichert. Diese werden dann in Streuexperimenten für die physikalische Grundlagenforschung genutzt.