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Der Caterer unserer Mensa ist SAUDER CATERING, der das Mittagessen täglich frisch bei uns anliefert.

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Schüler messen Myonen mit dem Raspberry Pi


Arbeitsverlauf1Arbeitsverlauf2Arbeitsverlauf3Arbeitsverlauf4DAQGruppe1Hadronen


Im Rahmen eines einjährigen Seminarkurses zum Thema Teilchenphysik am Helmholtz-Gymnasium Karlsruhe absolvierten 11 Schüler erfolgreich eine Masterclass des Netzwerkes Teilchenwelt und bearbeiteten langfristige Aufgaben zum Thema Teilchenphysik.
Eine dreiköpfige Schülergruppe schaffte es erfolgreich, Szintillationszähler mit dem Raspberry Pi zu koppeln. Hierfür entwickelten sie in Kooperation mit Dominik Haitz und Professor Günter Quast vom Karlsruher Institut für Technologie ein Python-Programm zur Messung der Myonenrate und anschließender graphischer Auswertung.
Begonnen hat alles mit der Idee der Schüler, den Raspberry Pi Computer für ein teilchenphysikalisches Experiment zu nutzen. Beim Netzwerk Teilchenwelt informierten sie sich über die Möglichkeiten, vorhandene Hardware mit dem Raspberry Pi zu verbinden und stellten schnell fest, dass es mehrere Möglichkeiten für ihr Projekt gibt. Die Gruppe wählte Szintillationszähler in Verbindung mit der DAQ-Card als Messsystem. Die Signale der Szintillatoren werden von der DAQ-Karte gefiltert und die Daten, wie Triggeranzahl und Triggerzeiten, werden über die USB-Schnittstelle an den Raspberry Pi geschickt. Dort werden diese Daten mit Hilfe des selbstgeschriebenen Programms mymeasure ausgewertet.
Da die Schüler über keine Vorkenntnisse in der Programmiersprache Python verfügten, war die Erstellung des Programms der schwierigste Schritt zur Bewältigung der gestellten Aufgabe. In vielen Nachmittagsstunden und wöchentlichen Hausaufgaben vermittelte Herr Haitz den Schülern die Grundlagen der Programmiersprache Python und befähigte sie so Schritt für Schritt, an Ihrem Programm weiter zu arbeiten.
In dem Maße, wie die Schüler ihr Wissen über die Anwendung von Python erweiterten, entwickelten sie die Struktur und den Code ihres Programms. Nach den ersten Erfolgen war schnell klar, dass das Programm viel mehr leisten sollte als nur Daten zu sammeln. Im Laufe der Zeit wurden immer mehr Funktionen ergänzt, so dass sukzessive ein Programm entstand, welches viele verschiedene Aufgaben rund um Nachweis und Vermessung von Myonen erfüllen kann.
Der Code wurde von den Schülern dokumentiert, so dass es möglich ist, das Programm zu nutzen oder zu erweitern. Ihr Raspberry Pi wartet schon auf die Myonen!

Herzlichen Dank, auch im Namen der Schüler, an das Netzwerk Teilchenwelt, Herrn Haitz und Herrn Prof. Quast.

Volker Rust
Helmholtz-Gymnasium Karlsruhe

Nachtrag: der Artikel des Netzwerks Teilchenwelten kann im Newsletter 11 hier
nachgelesen werden.







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