Hast du Interesse an den grundlegenden Fragen der Physik und möchtest wissen, wie Teilchenphysiker:innen arbeiten? Dann bietet dir die Teilchenphysik-Akademie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz die einmalige Chance, einen eigenen Teilchendetektor zu bauen und ihn am unieigenen Teilchenbeschleuniger auf dem Campus, dem Mainzer Mikrotron (MAMI), zu testen. In Vorträgen und Workshops lernst du alles über Elementarteilchen und die mathematischen Grundlagen – unterstützt von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Exzellenzclusters PRISMA++.
Während der Akademie bist du in Mainz untergebracht, und die Kosten für Unterkunft, Anreise und Verpflegung übernehmen wir. Nutze diese Gelegenheit, um die Physik hautnah zu erleben und deine Begeisterung für das Fach zu vertiefen!
Zehn Tage lang tauchten die 16 Jugendlichen unter der Leitung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Rahmen der Mainzer Teilchenphysik-Akademie tief in die faszinierende Welt der Elementarteilchen ein, lernten Uni und Stadt kennen und führten eigenständig Experimente am Mainzer Teilchenbeschleuniger MAMI durch.
Die Akademie umfasste Vorlesungen durch Lehrende der JGU zu den Themen Teilchenphysik sowie Einführungen in die Datennahme an Beschleunigern mittels Oszilloskop und Digitizer. In fünf Kleingruppen erleben die Teilnehmenden dann die Arbeit als Teilchenphysikerin und Teilchenphysiker aus erster Hand, indem sie fünf Spezialistinnen und Spezialisten ihres Fachs in Workshops über die Schulter schauen und selbst Hand anlegen.
Kernstück der Teilchenphysik-Akademie ist der Bau eines eigenen Teilchen-Detektors: Die Jugendlichen bauten einen Detektor, der im Anschluss am „Mainzer Mikrotron“ (MAMI) zum Einsatz gebracht wird. Hier führen die Schülerinnen und Schüler selbstständig ein physikalisches Experiment durch und werten ihr Ergebnis aus.
Vom 30. Juli bis zum 8. August kamen insgesamt 16 Schülerinnen und Schüler (8 männlich, 8 weiblich) im Alter von 16–18 Jahren aus ganz Deutschland zur Teilchenphysik-Akademie am Campus der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) zusammen. Gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Institute für Physik und Kernphysik sowie des Exzellenzclusters PRISMA+ befassten sich die Teilnehmenden, die zuvor über ein Bewerbungsverfahren ermittelt worden waren, für 10 Tage mit den elementaren Bestandteilen des Universums, lernten die Uni und die Stadt Mainz kennen und forschten selbstständig am Mainzer Teilchenbeschleuniger MAMI.
Im Programm standen zunächst Vorlesungen durch Lehrende der JGU zur Teilchenphysik (Dr. Christoph Redmer), zur Detektorphysik (Prof. Dr. Wolfgang Gradl), zur Beschleunigerphysik (Prof. Dr. Kurt Aulenbacher) sowie zu Neuer Physik und dem anomalen magnetischen Moment des Myons g-2 (Prof. Dr. Achim Denig), an dessen Erforschung auch Mainzer Forschende auf experimenteller wie auf theoretischer Seite intensiv beteiligt sind. Der Landé-Faktor (g-Faktor) des Myons ist eine der am genauesten gemessenen und theoretisch vorhergesagten Größen in der Physik und erlaubt somit einen einzigartigen Test des Standardmodells der Teilchenphysik.
Im zentralen Teil der Akademie hieß es für die Teilnehmenden „Hands on“ bei Workshops, in denen sie selbstständig einen Teilchen-Detektor bauten und lernten, wie sich die damit erhobenen Daten auswerten lassen. Zum praktischen Einsatz kamen die Detektoren dann am Mainzer Teilchenbeschleuniger, dem „Mainzer Mikrotron“ (MAMI), wo die Schülerinnen und Schüler selbstständig ein physikalisches Experiment durchführen und sich als Teilchenphysikerinnen und Teilchenphysiker ausprobieren konnten.
Abgerundet wurde die Veranstaltung durch ein buntes Rahmenprogramm aus Filmabend, Stadtrallye und Grillen sowie die Möglichkeit, Mainzer Physik-Studierende persönlich kennenzulernen und etwas über die Studienmöglichkeiten an der JGU zu erfahren.
Vom 1. bis 10. August 2023 fand die diesjährige Teilchenphysik-Akademie des Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) statt. Insgesamt 16 physik-begeisterte Schülerinnen und Schüler der Oberstufe hatten die Chance 10 Tage lang selbstständig am Teilchenbeschleuniger MAMI zu forschen und das aktuelle und spannende Forschungsgebiet der Teilchenphysik hautnah kennenzulernen. Die über ein Bewerbungsverfahren ausgewählten Teilnehmer kamen aus ganz Deutschland, aber auch ein internationaler Gast durfte begrüßt werden.
Professoren der JGU brachten den Teilnehmern in spannenden Vorlesungen die Teilchen-, Beschleuniger- und Detektor-Physik näher. Ergänzt wurde das Vorlesungsprogramm von einem öffentlichen Abendvortrag zum Thema Laserphysik. Prof. Dr. Frank Maas berichtete dabei auch über den aktuellen Stand bei der Suche nach den sogenannten Axionen. Falls es gelingt, mit einem Laserstrahl durch eine Wand zu schießen, würde das einem eindeutigen Nachweis von neuen Teilchen entsprechen. Bei Pizza und Getränken nahm sich Prof. Maas im Anschluss noch viel Zeit um mit den Teilnehmern über aktuelle Forschung zu diskutieren oder Fragen zum Physik-Studium zu beantworten.
Zur Vorbereitung auf die Strahlzeit wurden die Teilnehmer von erfahrenen Wissenschaftlern unterstützt. In einer Reihe von Workshops sammelten sie in Kleingruppen erste praktische Erfahrungen im Umgang mit Teilchendetektoren und lernten die Grundlagen der Datenanalyse mit Python.
Das Highlight folgte mit der Strahlzeit am Elektronenbeschleuniger MAMI. Dabei sollten die Strahlungslängen von selbstgewählten Objekten bestimmt werden und auch ein für das DarkMESA Experiment vorgesehener Bleiglasdetektor kam erstmals am MAMI zum Einsatz. Von einem streikenden Detektor ließ man sich nicht beirren und es wurden genügend Daten für eine Analyse aufgenommen. Ihre Ergebnisse stellten die Schülerinnen und Schüler im Rahmen einer Abschlusspräsentation vor.
Für Abwechslung sorgten gesellige Grillabende, ein Restaurantbesuch, ein gemeinsamer Kochabend und ein Filmabend. Die Mainzer Altstadt war Schauplatz einer Stadtrallye und ein Besuch im Gutenberg-Museum durfte auch nicht fehlen.
Mehr zum Ablauf findet ihr hier ab dem Frühjahr 2026.