Legosteine wecken Begeisterung für Physik

Legosteine wecken Begeisterung für Physik: Jugendliche bauen an einem Wochenende an der Uni Münster das Experiment “ALICE” aus 16.000 Teilen nach

Im MExLab ExperiMINTe drehte sich an einem Wochenende alles um Legosteine – konkret um den Nachbau des Teilchenbeschleunigers “ALICE”, der im Original am Kernforschungszentrum CERN steht – WWU – Peter Leßmann

Die Legosteine liegen überall verteilt auf den Tischen – in Schachteln, in Tüten, in Kisten, lose: Im Experimentierlabor MExLab ExperiMINTe ist an diesem Samstag nicht zu übersehen, dass die bunten Plastiksteine eine besondere Rolle spielen. Motivierte junge Menschen sitzen an den Tischen und versuchen, den Überblick über das scheinbare Chaos zu behalten. Sie fügen in Teams die Steine zusammen, um im Laufe des Wochenendes ein gigantisches Lego-Modell zu erschaffen: einen Nachbau des Teilchendetektors „ALICE“. Das 26 Meter lange und 16 Meter hohe Original steht im Kernforschungszentrum CERN bei Genf. Das Modell hat den Maßstab von etwa 1:40, der sich an der Größe der Legomenschen orientiert, wiegt etwa 16 Kilogramm – und besteht aus 16.000 Legosteinen.

Ein Blick in das Innere des großen Magneten – Foto WWU – Peter Leßmann

Bereits deutlich mehr als 100 Arbeitsstunden haben viele der Helfer in das Projekt investiert, auf Einladung des deutschen Netzwerks der ALICE-Kollaboration am CERN. Zunächst online im wöchentlichen Workshop, konstruierten 16 Jugendliche ab 15 Jahren, Azubis und Studierende der ersten Semester seit Januar eine virtuelle Version des Legomodells als Bauplan. Jetzt soll die reale Version entstehen. Der Bauplan, der für alle per Laptop oder Tablet digital einsehbar ist, umfasst rund 1000 Seiten auf Papier.

Prof. Dr. Christian Klein-Bösing präsentiert das Herzstück des “ALICE”-Modells, den großen Magneten. – Foto WWU – Peter Leßmann

Julia (16) und Sina (17) haben viele rote und graue Legosteine vor sich. Einige sind bereits zu einem flachen Bauteil mit beweglichem Scharnier zusammengesteckt: Das wird die Tür, die Teil eines gigantischen Magneten ist. Er ummantelt einen zentralen Teil des Detektors. Julia ist für diesen Termin aus ihrer Heimatstadt Simmerath in der Region Aachen angereist, Sina hat den weiten Weg aus Hamburg auf sich genommen. Im MExLab treffen sie sich zum ersten Mal, bisher kannten sie sich nur per Zoom. Erst seit einigen Stunden arbeiten sie zusammen und sind doch bereits ein eingespieltes Team. „Mit Lego habe ich eigentlich nichts am Hut“, unterstreicht Sina. „Ich wollte verstehen, wie der Detektor funktioniert, welche Physik dahintersteckt. Dadurch, dass wir das Modell komplett dem Original entsprechend geplant haben, haben wir einen sehr guten Einblick bekommen.“ Julia nickt. Die beiden jungen Frauen sind sich einig: Die Physik ist das Spannende an dem Projekt, beide möchten nach dem Abitur Physik studieren.

Kurz wird die Konzentration unterbrochen. Per Videoschalte meldet sich die Gruppe aus Frankfurt, die parallel zur Arbeit des münsterschen Teams ein zweites Modell des Detektors baut. Johannes’ Expertise ist gefragt, in Frankfurt hapert es beim Bau der Tür, ein Teil ist defekt. Johannes vom münsterschen Team soll das richtige Ersatzteil durchgeben, das nun schnell besorgt werden muss. Kein Problem für den 19-Jährigen aus Ascheberg, der eine Ausbildung zum technischen Produktdesigner macht. Er kennt den Bauplan wie seine Westentasche. Seine Leidenschaft ist das Modellieren in 3-D. „Was ich bei der Arbeit mache, ist sehr ähnlich. Nur dass es jetzt mit Lego passiert“, sagt er.

Das fertige Modell – Foto WWU – Christian Klein-Bösing

“Die Physik, das Modellieren oder das Bauen mit Legosteinen – jeder hat seine eigene Motivation, teilzunehmen, jeder bringt seine eigenen Talente ein und trägt zum Gelingen bei“, fasst Prof. Dr. Christian Klein-Bösing zusammen. Der münstersche Kernphysiker ist mit seiner Arbeitsgruppe Teil des ALICE-Forschungsteams und hat wie die jungen Leute reichlich Zeit und Herzblut in das Lego-Projekt gesteckt. Unter anderem hat er gemeinsam mit Kollegen der Unis Frankfurt und München die virtuellen Workshops mit Jugendlichen aus dem gesamten Bundesgebiet begleitet und mit seinem Team die 16.000 Legosteine vor Beginn des Workshops im MExLab sortiert. „Wir möchten Jugendliche über Lego an in die Forschung heranführen“, unterstreicht Christian Klein-Bösing, der im Rahmen des deutschlandweiten „Netzwerk Teilchenwelt“ seit mehr als zehn Jahren mit Jugendlichen arbeitet. Sein münstersches Team erhält für dieses Engagement finanzielle Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

An nur einem Wochenende von 16.000 losen Steinen zum fertigen Lego-Modell, dieses Ziel ist ehrgeizig. Zum Vergleich: Das größte im Handel erhältliche Lego-Modell – das römische Kolosseum – hat weniger als 10.000 Teile. Am Samstag ist noch nicht klar, ob es klappt. Am Sonntagabend hat Christian Klein-Bösing die erlösende Nachricht: „Das Modell ist fertig, der Einsatz aller Beteiligten hat sich gelohnt.“

Der Miniatur-Teilchendetektor wird künftig unter anderem im MExLab ExperiMINTe an der WWU zu sehen sein. Am 17. und 18. Juli ist er zudem im Q.UNI Camp der WWU Münster im Schlossgarten zugänglich. Die Besucher haben dort auch die Gelegenheit, selbst einen eigenen kleinen Lego-Detektor zu bauen.