Gluonen-Gluck und Quark-Stark im Getränkeautomat; Schüler in der Halle des Atlas-Detektors und Wissenschaftler, die im CERN-Kontrollzentrum die Entwicklung des Universums rückwärts simulieren. Soweit die Fiktion, die Astrophysiker Stephen Hawking und seine Tocher Lucy in dem Kinderbuch „Zurück zum Urknall – die Große Verschwörung“* bemühen, um quantenphysikalisches Wissen an den Laien zu bringen.

Die Qual der Wahl zwischen einem Proton- und einem Neutron-Menü; Lehrer vor dem Kontrollraum des Atlas-Detektors und Wissenschaftler, die ihnen Teilchenphysik, Feldtheorie und Kosmologie von den Anfängen bis heute vermitteln. Soweit die Realität einer Woche „Teilchenwelt“, die fünf Hamburger Physiklehrer am Europäischen Forschungszentrum CERN in Genf erleben durften. 

„Ich hätte mir nie träumen lassen, dass ich als Lehrer die Chance habe, mal ans CERN zu kommen. Für mich stand so etwas immer nur im Rahmen einer wissenschaftlichen Laufbahn zur Disposition“, sagt Andreas Spangenberg vom Matthias-Claudius-Gymnasium. Der Traum ist Realität geworden und der Informationstechnologe bezieht für eine Woche ein Zimmer auf dem Forschungsgelände – Seite an Seite mit Wissenschaftlern aus aller Welt. Bei gutem Wetter mit Sicht auf den Mont Blanc und am Geburtsort des „World Wide Web“, wie eine goldene Tafel verkündet. Weil das Netz nun einmal den Austausch der Wissenschaftler erleichtert.

Austausch ist auch beim nationalen Lehrerprogramm ein Thema: Neben den Hamburgern sind 30 Lehrer aus anderen Bundesländern vertreten. Zu hören, was da so in der Schulphysik passiert, sei eine Bereicherung, findet Ulrike Vogt vom Gymnasium Süderelbe. Während Kollege Herbert Wild, Gymnasium Grootmoor, gerade die Vorreiterrolle Hamburgs mit einer Physiklehrerin aus München diskutiert: „Hamburg ist das Paradies für Physiklehrer. Weil der Lehrplan so entzerrt wurde, dass er sehr viel Freiheiten für eigene Schwerpunktsetzungen bietet.“

Das habe man selbst im Vorzeigeland Bayern in Teilen übernommen. Fehlt nur die bayerische Profiloberstufe: „Die Zusammenarbeit mit der Praxis erweitert den Schulhorizont,“ so Wild. Das stimmt auch für das CERN-Programm: Vor praktischen Führungen und Anwendungen am Nachmittag steht die Theorie und Suche nach der Art von Physik, die alles begreift am Vormittag: Vorlesungen im großen Hörsaal im Stundentakt – die kurzen Pausen dazwischen gehen meist in einer Frageflut unter. Martin Biebl, Sankt-Ansgar-Schule, hat das Notebook aufgeschlagen und tippt Formeln, Notizen oder Ideen ein. „Es tut gut, mal wieder in die Schülerrolle zu schlüpfen und sich selbst zu fordern.“

In Biebls Studium spielte die moderne Physik, wie sie ihm hier in der „Teilchenwelt“ nahe gebracht wird, noch keine Rolle. Seit dem ist viel passiert, vor allem technologisch: Im weltweit größten Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider), ein 27 Kilometer langer Ringtunnel, rasen Protonen fast mit Lichtgeschwindigkeit durch zwei mit Vakuum gefüllte Strahlröhren. Starke Magnete, die sehr große Felder erzeugen können, lenken die Teilchen auf ihrer Bahn, beispielsweise um Kurven oder zu den Kollisionspunkten: Hier treffen die Bahnen aufeinander und Detektoren messen die Energie, die entsteht, wenn Elementarteilchen miteinander reagieren.

Das geht nur mit moderner Informationsverarbeitung und Ingenieuren, die Teilchendetektoren, wie den Atlas bauen (46 Meter lange, 25 Meter hoch und 7000 Tonnen schwer) oder die schweren Magnete warten. „Ohne die Ingenieure wäre das hier gar nicht möglich”, konstatiert Spangenberg nach einem Besuch der Magnet-Testhalle. „Die Physiker sagen, was sie gerne hätten und betrachten das Ganze eher vom grünen Tisch, aber die Ingenieure müssen es umsetzen. Das ist eine ganz andere Herausforderung.“

Die Herausforderung für die Lehrer: die vielen Informationen und Eindrücke zu verarbeiten, zu besprechen und wieder „down to earth“ zu bekommen, wie Jörn Krönert, Emil-Krause-Gymnasium, die Aufbereitung der Materie für seine Schüler nennt. Einige Anregungen findet er dafür schon am CERN: In einem „Cloud-Chamber-Workshop“ bauen die Lehrer eine kleine Nebelkammer und machen darin kosmische Strahlung sichtbar. „Eine ganz einfache Sache, die man auch in der häuslichen Küche umsetzen kann“, betont CERN-Mitarbeiter Mick Storr in feinstem Englisch.

Die „Shopping-List“, die er für die Lehrer zusammengestellt hat: ein durchsichtiges Plastikaquarium. eine schwarze Metallplatte, eine dicke Filzeinlage sowie eine Holzbox, die etwas größer sein muss als die Metallplatte. Dann noch – Vorsicht, nur mit Handschuhen zu bedienen: Isopropylalkohol und Trockeneis. Der Aufbau: in den Boden des Plastikaquariums werden Kabelbänder befestigt, die den mit Alkohol durchtränkten Filz halten, denn das Aquarium wird zum Deckel der Nebelkammer. Darunter die Metallplatte, die wiederum in der mit Trockeneis gefüllten Holzbox steht.

Licht aus, Fenster auf (um die Trockeneisdämpfe herauszulassen) und Spot an: Mit einer Taschenlampe leuchten die Lehrer in ihre Nebelkammer und staunen: Nach ein paar Minuten blitzen helle Strahlen, wie feine weiße Spinnenfäden am Grund der Kammer auf. „Ein klasse Experiment“, lobt Ulrike Vogt vom Gymnasium Süderelbe. „Das bringt Teilchenphysik und Relativitätstheorie schon in die Mittelstufe. Das werden wir auf jeden Fall übernehmen.“

Damit nimmt die MINT-Koordinatorin Mick Storr ein wenig den Wind aus den Segeln. Der wollte von den „German teachers“ wissen, ob es stimme, dass sie keine Versuche mehr im Physikunterricht durchführten. „Doch schon“, sagt Martin Biebl. „Aber die Sicherheitsvorschriften machen es uns nicht unbedingt einfacher.“ Aber auch er will, wie alle Hamburger Lehrer, die Nebelkammer nachbauen lassen.

Überhaupt haben die fünf Hamburger viele Pläne ausgeheckt, die sie nach CERN in ihren Schulen und auch gemeinsam (wovon hier an anderer Stelle noch zu berichten sein wird, Anm. der Red.) umsetzen wollen: „Ganz viele Funken haben diverse Feuer entfacht – viele neue Ideen sind dabei entstanden“, sagt Andreas Spangenberg, der seinen Schülern in Wort und Bild von der Woche der Teilchenphysik berichten wird. „Die wollen alle wissen, wie es hier war.“

Für die Krönerts Schüler gilt dies schon vor Ort. In seinem Blog gibt er Erkenntnisse, Begebenheiten und Fragen aus dem CERN weiter. „Soll ich weiter bloggen oder lieber mehr an den Experten dranbleiben und diese ausfragen?“, fragt Krönert die Schüler nach dem dritten Blogeintrag. „Beides“, kommentiert ein Schüler, ein anderer schickt Fragen zur Antimaterie. Es hilft nichts: fast Mitternacht in Genf und Krönert muss noch nachsitzen.

*Lucy und Stephen Hawking: Zurück zum Urknall - Die große Verschwörung.  Ab 10 Jahren, gebunden,  304 Seiten, mit Aufsätzen namhafter Wissenschaftler und farbigen Fotos. ISBN: 978-3-570-13503-7, € 17,99.