Das Myonen-Paradoxon – und wie man es erklärt
WvO-Schüler Benedikt Steinberg und Jonas Küster erfolgreich bei „Jugend forscht“
Die Schüler der Wilhelm-von-Oranien-Schule (WvO) Benedikt Steinberg und Jonas Küster nahmen im Rahmen der schulischen Begabtenförderung mit ihrem Projekt „Das Myonen-Paradoxon“ am diesjährigen Jugend-forscht-Wettbewerb teil. Dabei errangen sie im Regionalentscheid Hessen Mitte den zweiten Platz und wurden zusätzlich mit dem Sonderpreis „MuonPi“ ausgezeichnet.
„Jugend forscht“ ist Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb mit dem Ziel, Jugendliche für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT) zu begeistern und Talente zu fördern; dieses Jahr stand der Wettpampf unter dem Motto „Mach Ideen groß!“. Mit einem selbstgewählten Projekt und einer interessanten Fragestellung können Jugendliche ab der vierten Klasse und bis zum Alter von 21 Jahren an dem Wettbewerb teilnehmen.
Das sog. Myonen-Paradoxon hatten sich Jonas Küster und Benedikt Steinberg – beide in der Jahrgangsstufe Q2 bzw. zwölf – als Forschungsobjekt vorgenommen. Myonen sind für Menschen unsichtbare Teilchen, welche in der oberen Erdatmosphäre entstehen, und sich mit einem hohen Anteil der Lichtgeschwindigkeit Richtung Erdboden bewegen. Aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer von wenigen Millisekunden sollte es für die Myonen nach der klassischen Physik nicht möglich sein, den Erdboden zu erreichen. Mit präzisen Messgeräten konnten Benedikt und Jonas dennoch Myonen auf der Erdoberfläche messen. Mithilfe einer ausführlichen Auswertung unter Bezugnahme einer theoretischen Herleitung über die spezielle Relativitätstheorie konnten die beiden Schüler im Kontext von Zeitdilatation und Längenkontraktion das Paradoxon klären.
Mit ihrem Projekt wurden Benedikt und Jonas zum Regionalwettbewerb von Jugend forscht an die Justus-Liebig-Universität Gießen eingeladen. Hier stellten sie einer Jury, bestehend aus Professoren und Lehrkräften, ihr Projekt vor und mussten sich den Fragen dieser Jury stellen. Die Jury lobten die Dillenburger Gymnasiasten für das gute Durchdringen der theoretischen Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie, die Vorführung des experimentellen Aufbaus vor Ort und die guten Kenntnisse der Funktionsweise der Messgeräte. Dafür wurden die beiden Nachwuchsforscher mit dem zweiten Platz belohnt. Vom II. Physikalischen Institut der Justus-Liebig-Universität wurde ihnen außerdem der Sonderpreis MuonPi verliehen: eine Einladung ins Institut inkl. Laborführung sowie als Geschenk einen Detektor, mit dem man Myonen nachweisen kann.
Links Jonas Küster, rechts Benedikt Steinberg
