International Physics Masterclasses
W-Pfad
Willkommen auf dem W-Pfad. Ihm folgend wirst Du mit Daten arbeiten, die von ATLAS, einem Teilchendetektor am Large Hadron Collider (LHC) aufgezeichnet worden sind. Im Laufe Deiner Entdeckungsreise wirst Du lernen, wie man Elementarteilchen identifiziert, Ereignistopologien erkennt und aus großen Datenmengen Schlussfolgerungen zieht.
Dafür wirst Du ein wenig Detektivarbeiten leisten müssen. Viele Teilchen werden in einer Proton-Proton-Kollision (einem sogenannten Ereignis) erzeugt. Die Schlüsselaufgabe ist in diesen Ereignissen nach spezifischen Elementarteilchen zu suchen und sie den physikalischen Prozessen zuzuordnen, die für ihre Entstehung in Frage kommen. Dabei wirst Du die Herausforderungen kennenlernen, mit denen Physiker zu kämpfen haben.

Die folgende Animation soll den Hauptdarsteller dieses Teils – das W-Teilchen – vorstellen. Dieses spielt eine wichtige Rolle beim radioaktiven Zerfall, der hier am Beispiel von Kalium-40 gezeigt wird. Kalium-40 ist ein instabiles Isotop mit 40 Nukleonen (19 Protonen und 21 Neutronen) im Atomkern und zerfällt durch den Betaminus- oder Betapluszerfall. Wir haben zur Veranschaulichung Kalium gewählt, weil es für den menschlichen Körper lebensnotwendig ist. Als Mineralstoff ist es für die Aufrechterhaltung des Wassergehalt in den Zellen verantwortlich. Auch ist es ein wichtiger Elektrolyt der Körperflüssigkeit. Ungefähr jedes 9000ste Kaliumatom der ca. 100g Kalium in Deinem Körper ist Kalium-40. Wie Teilchenphysiker den in Deinem Körper stattfindenden Betazerfall sehen, zeigt die folgende Animation:


Tim Herrmann, Konrad Jende, CERN, Juli 2010

Details zu diesem Zerfall findest Du hier.