Ausstellungen

Klassenstufen 9 & 10 (EF)

"Das Unsichtbare sichtar machen"

Radioaktivität begegnet uns im Alltag an vielen Stellen, ohne dass wir es bemerken. Man kann sie nicht fühlen, riechen oder schmecken. Geringe Konzentrationen natürlicher Radionuklide sind aber überall vorhanden, z. B. im Wasser, in Nahrungsmitteln oder sogar in unserem Körper. Ihre Zerfallsprodukte können nur mit Hilfe von Strahlungsdetektoren nachgewiesen und vermessen werden. Das gleiche gilt für die Teilchen, die entstehen, wenn die kosmische Strahlung, die ständig die Atmosphäre durchdringt, mit den Luftmolekülen wechselwirkt. Ein Großteil dieser Teilchen erreicht die Erdoberfläche und damit uns, ohne dass wir das leichteste Signal von ihnen registrieren können.

Im ersten Teil des zweistündigen Workshops könnten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer an verschiedenen Arbeitsstationen eigene Messungen mit modernen digitalen Medien durchführen und die Eigenschaften der natürlichen Radioaktivität untersuchen. Mit dem Experimentiersatz vom Netzwerk Teilchenwelt zum Selbstbau einer Nebelkammer machten sie hingegen Radioaktivität und Teilchen aus der kosmischen Strahlung sichtbar. Sie erfuhren, wie die Teilchenspuren in der Nebelkammer entstehen und wie man unterschiedliche Strahlungsarten anhand ihrer Spur identifizieren kann.

Klassenstufen Q1 & Q2

"Die Quantenphysik sichtbar machen"

Spektroskopische Untersuchungen haben zu vielen Entdeckungen geführt: Viele Elemente wurden aufgrund ihrer charakteristischen Strahlung entdeckt, und aus den Spektren ferner Sterne kann deren Zusammensetzung bestimmt werden. Einen Großteil des Wissens, den es über die Struktur von Atomen und Molekülen gibt, wurde daher indirekt gewonnen: Durch Analyse des Lichtes, welches die Teilchen emittieren oder absorbieren, können Rückschlüsse auf deren innere Struktur gezogen werden.
 
In dem zweistündigen Workshop wurden die Grundlagen der Spektroskopie vermittelt: Mit einem Gitterspektrometer wurden die Spektren verschiedener Atome untersucht und Anwendungen der Spektroskopie diskutiert.

Klassenstufen Q1 & Q2

"Teilchenforscher*in für einen Tag"

Forschen mit echten Daten aus der Teilchenphysik - das kann man bei einer Masterclass des "Netzwerk Teilchenwelt". Was ist kurz nach dem Urknall passiert? Was sind die kleinsten Bausteine der Natur und was ist eigentlich dunkle Materie? Diesen und anderen Fragen gehen Teilchenphysikerinnen und Teilchenphysiker in der ganzen Welt nach. Mithilfe von riesigen Teilchenbeschleunigern wie am CERN in Genf gehen sie der Entstehung der Welt auf den Grund und schließen von den kleinsten Teilchen auf die großen Zusammenhänge im Universum.

Im Mittelpunkt der Teilchenphysik-Masterclass stand die Analyse aktueller Daten der Experimente am Large Hadron Collider (LHC), z. B. des ATLAS-Experimentes. Naturwissenschftlerinnen und Naturwissenschaftler leiteten diese Veranstaltung und führten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in die Grundlagen und Forschungsmethoden der Teilchenphysik ein. Anschließend könnten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer selber Bilder auswerten, die bei Protonenkollisionen am LHC aufgenommen wurden und dabei z. B. die Zusammensetzung des Protons untersuchen oder nach dem Higgs-Teilchen fahnden.

Das ATLAS-Experiment am Large Hadron Collider (LHC) ist eines der größten Experimente der Teilchenphysik. 2012 wurde es wegen der Entdeckung des seit langem vohergesagten Higgs-Teilchens weltweit bekannt. Ein Modell aus LEGO-Bausteinen stellte in der Ausstellung den Aufbau des ATLAS-Detektors dar.

An der Entwicklung und an dem Bau des Pixeldetektors im ATLAS-Experiment waren Bonner Forscherinnen und Forscher maßgeblich beteiligt: Exponate aus dem Siliziumlabor des Physikalischen Institus zeigten den Weg von einem Chip, ähnlich einer Digitalkamera, zu einem komplexen Teilchendetektor.

Weitere Schwerpunkte der Ausstellung waren das BGO-OD und das Crystal Barrel-Experiment an der Elektronen-Stretcher-Anlage (ELSA) der Universität Bonn. Die Detektoren dieser Experimente wurden anhand von Originalteilen vorgestellt und ihre Funktionsweise erklärt.

Alle Vorträge fanden jeweils donnerstags um 19 Uhr c.t. im Universitätsmuseum statt.

30.04.2015
Unser Universum - Das größte Labor der Welt
Mikolaj Borzyszkowski, Argelander-Institut für Astronomie

07.05.2015
Das ATLAS-Experiment oder wie das Higgs-Boson ein Selfie macht!
Maike Hansen, Physikalisches Institut

21.05.2015
Eine Stunde mit der Zeit
Eine philosophisch angehauchte Reise durch  Wahrnehmung und Physik von Raum und Zeit
Philip Bechtle, Physikalisches Institut

28.05.2015
Eine Digitalkamera für 40 Millionen Bilder  pro Sekunde: Der ATLAS-Pixeldetektor
Laura Gonella, Physikalisches Institut

11.06.2015
Das Erbe von Wolfgang Paul - Experimente  am Bonner Teilchenbeschleuniger
Annika Thiel, Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik

18.06.2015
Große Geräte für kleine Teilchen: Teilchennachweis in der Praxis
Martin Urban, Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik

Die Wanderausstellung "Weltmaschine" war von 19. bis zum 27. November 2011 in der Blauen Grotte der Rheinischen-Friedrich-Wilhelms-Universität zu Gast.

Anhand von Exponaten und erklärenden Texttafeln stellte die Ausstellung die Grundlagen der Teilchenphysik dar. Sie zeigte die ungelösten Rätsel des Universums und wie der Large Hadron Collider uns helfen kann, sie zu verstehen.

Auf ihrem Weg durch die Ausstellung wurden die Besucher*innen von Wissenschaftler*innen der Universität Bonn begleitet.

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Eine Reihe von Abendvorträgen, gehalten von Wissenschaftlern des Physikalischen Instituts, begleitete die  Ausstellung "Weltmaschine". Zusäzlich wurde am 20.11.2011 im Wolfgang-Paul-Hörsaal des Physikalischen Instituts die Teilchenphysikshow aufgeführt.

Öffentliche Vorträge:

22.11.2011, Dr. Lorenzo Ubaldi: "What is dark matter?"

In the past 75 years physicists and astrophysicists have collected a lot of evidence that most of the matter in the universe is of a different form than the matter we are made of. This new form of matter is referred to as dark matter, and its elusive nature is still under intense investigation. In this talk I will review what experimental indications we have about its existence, I will explain what the dark matter is not, trying to clarify some possible misconceptions, I will describe theoretical ideas about what it could possibly be, and how current experiments are on the hunt for it.     

24.11.2011, Prof. Jochen Dingfelder: "Materie, Antimaterie und der kleine Unterschied"

Im Urknall sollten Materie und Antimaterie in gleichen Mengen erzeugt worden sein. Trotzdem besteht unser Universum heute nur noch aus Materie, die Antimaterie ist verschwunden. Wie hat die Materie die Oberhand gewinnen können? Das ist eine existenzielle Frage, denn ohne den Materieüberschuss würde es keine Sterne, keine Erde und uns auch nicht geben. Es muss ein kleiner Unterschied in den Naturgesetzen für die Grundbausteine von Materie und Antimaterie existieren. Dieser wird mit Experimenten am Large Hadron Collider in Genf und an anderen Teilchenbeschleunigern mit hoher Präzision untersucht. In diesem Vortrag gehen wir auf einen Streifzug durch die Erforschung der Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie und diskutieren, was wir über den "kleinen Unterschied" bereits wissen, und was uns noch Rätsel aufgibt.
              

26.11.2011, Dr. Philip Bechtle: "Eine Stunde mit der Zeit. Eine philosophisch angehauchte Reise durch Wahrnehmung und Physik von Raum und Zeit"

Ob bewusst wahrgenommen oder unbewusst im Alltag, die Struktur von Raum und Zeit hat entscheidende Bedeutung für unser Leben. Jeder schlägt sich damit herum -- ob die Frage nun lautet, warum sich die zersprungene Teetasse nicht wieder von selbst reparieren kann, oder was es mit der Verbindung von Raum und Zeit in der Relativitätstheorie auf sich hat.Dieser Vortrag wird diese physikalischen Phänomene und damit zusammenhängende Themen behandeln -- in Beziehung gesetzt zu Philosophie, Geschichte und Gegenwartskultur. Denn auch dort spielt die Zeit eine herausragende Rolle -- ob bei der Entwicklung der griechischen Philosophie vor mehr als 2500 Jahren, oder bei der Frage, was es mit 3D-Kino wirklich auf sich hat.

Der Begriff "Poetry Slam" ist allen bekannt. In einem literarischen Wettbewerb werden selbstgeschriebene Texte vor einem Publikum vorgetragen. Alle Kandidat*innen haben eine begrenzte Zeit zur Verfügung, um ihre literarischen und rednerischen Fähigkeiten zu beweisen. Am Ende der Veranstaltung wird der Sieger vom Publikum gekürt.

Beim Particle Slam stellten fünf Professoren des Physikalischen Instituts der Universität Bonn (Ian Brock , Klaus Desch, Herbert Dreiner, Marek Kowalski und Norbert Wermes) ihre literarischen, künstlerischen und komödiantischen Fähigkeiten vor.

Jeder von ihnen hatte nur 10 Minuten Zeit, um sein Arbeitsgebiet so verständlich (und unterhaltsam) wie möglich vorzustellen. Hier der Titel der fünf Beiträge in beliebiger Reihenfolge:

• "Unser Universum beschleunigt! Aber wohin geht eigentlich die Reise?"
• "Neutrinos - multiple Persönlichkeiten eines unsichtbaren Teilchens"
• "Beschleuniger: entschleunigt"
• "Schwergewicht oder Luftikus... eine Frage der Masse (E=mc2 und das Higgs-Boson)"
• "Dunkle Materie - Haste nicht gesehen (Dunkle Materie ist überall, auch im Hörsaal)"

Am Ende stimmte das Publikum über den gelungensten der verschiedenen Auftritte ab.

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