| Allgemeines und Bedingungen: Mein Praktikum war ein 2-wöchiges freiwilliges Schülerpraktikum, welches prinzipiell allen Interessierten (empfohlenerweise ab der 8ten Klasse) offensteht, die sich eine angemessene Zeit zuvor bei der Personalabteilung bwerben. Abhängig vom eigenen Wissensstand und Interessenlage kann man das Praktikum in verschiedenen Bereichen in unterschiedlicher Weise angehen, so bleibt es selbst bis in die 12te bzw. 13te Klasse extrem lehrreich und spannend. Es gibt stets nur 1 Anruf entfernt ein Betreuer als hochqualifizierter Ansprechpartner, in meinem Fall Herr Dr. Michael Walter, zur Verfügung, mit dem man regelmäßig (ca.2-3mal am Tag) Rücksprache hält. Man kann sich immer mit Problemen verschiedenster Art oder fachlichen Fragen an ihn/sie wenden, doch gilt es zu bedenken, dass der Betreuer zugleich ein vielbeschäftigter aktiver Mitarbeiter bei DESY ist. Die Arbeitszeit war immer von 9.00 bis 15.00 Uhr, Anfahrt und Unterbringung bei mir individuell. Mittagspause konnte man nach eigenem Ermessen nehmen, wobei die Kantine zwischen 11.30 und 12.30 vorzügliches Essen (auch vegetarisch) zu moderaten Preisen anbot. Versicherung wurde von DESY, wie bei vielen Praktika, keine übernommen. Für evtl. verursachte Schäden muss nach dem Einverständnis des Erziehungsberechtigten die private Haftpflicht aufkommen. Die Arbeitsumgebung ist das auf den 1. Blick etwas chaotische Schülerlabor/ Lager, wo einem moderne Forschungs- und IT-Technik (im Wert von bis zu 700€) zur selbständigen Arbeit überlassen wird. Des weiteren sind meist mehr als 1 Praktikant zugleich dort beschäftigt, da diese Möglichkeit von vielen umliegenden Schulen regelmäßig genutzt wird. Mein Praktikumskollege in der ersten Woche, Björn Pause, kam so vom Gymnasium Königswusterhausen und arbeitete mit mir bei den Teilchenmessungen häufig zusammen. (Bevor man sich die Abschnitte zu den Praktikumsaufgaben durchliest, sollte man sich verständnishalber die Seiten "Kosmische Strahlung" und "Detektionstechnik" durchlesen.) Teilchendetektion: Zu allererst bestand meine Aufgabe darin die Schülerlabor-PMTs zu eichen, d.h. die für sie optimalen Hochspannungen (=Betriebsspannungen-->allg. Empfindlichkeit) und Schwellenspannungen (-->muss durchbrochen werden, damit Zähler reagiert), indem ich diese variierte und z.T. jeweils zwei PMTs in "Koinzidenz" schaltete. Koininzidenz bedeutet, dass nicht nur die Teilchenraten der einzelnen PMTs, sondern auch ein "Trigger", d.h. Teilchendurchgänge, die durch beide stattfinden, gezählt werden. Dadurch werden die Ergebnisse genauer. In der Theorie gut, in der Praxis schwierig. Es dauerte eine ganze Weile (ca. 8h), bis ich Bedingungen (Messdauer, Abstand, Licht aus,...) gefunden hatte, in denen die Resultate einigermaßen verwertbar waren. Zudem verursacht veränderter Luftdruck Schwankungen von bis zu 15%. Im Endeffekt streuten die Raten der PMTs nur noch um ca. 5% vom errechneten Wert von 13Hz. Danach sollte ich die (an sich logische) Auswirkung von 5 und 10cm starkem Blei (gelbe 11-Kilo-Barren) auf die Rate des darunterliegenden PMTs messen. Die Ergebnisse (s.u.), als Bewährungsprobe für die Eichung, waren zufriedenstellend. Nach dieser Aufwärmarbeit durfte ich an was Wichtigeres ran: Am 20.11.2009 läuft in Hamburg ein Eisbrecher aus, der die Wasserwege zu den Forschungsstationen in Antarktika (IceCube,...) freihalten soll. Der soll noch eine wissenschaftliche Fracht bekommen. Es werden zwei ähnliche Detektoren mit je 2PMTs (alle koinzident geschaltet) und andere Messinstrumente (Neigungssensor, Barometer, Thermometer,...) in einer am Bug platzierten Schutzkiste mitgeschickt. Dabei sollen die Teilchenraten (einzeln und Trigger) in Abhängigkeit vom Breitengrad ermittelt werden. Meine Aufgabe war es, die Eichung zu überprüfen. Die Hochspannung von 90V stand fest, die bereits ermittelten Schwellenspannungen hatte man mir vergessen mitzuteilen, also wieder (aus Zeitgründen einzeln) Schwellenspannungen eichen (s.o.), nur diesmal noch genauer. Die Ergebnisse waren bei 0 und 1 gut, bei 2 und 3 verwirrend. Selbst wenn bei maximaler Hochspannung und Schwellenspannung 0mV waren die Raten bei ca. 14Hz, anstatt wie erwartet irgendwo jenseits der 100Hz. Trotzdem konnte man relativ schnell gute Schwellenspannungswerte ermitteln, bei denen die langfristigen Raten nur noch um 3-7% von den errechneten 10,41Hz abwichen. Außerdem müssten bei 0 und 1 bzw. bei 2 und 3 fast alle (ca. 90%) Signale koinzident sein, da jeweils die gleiche Szintillatorplatte reagiert. Tatsächlich waren es nur max. ca. 60%. Keine Ahnung wieso. Auch andere Messungen in Koinzidenz ergaben zwar konstante, aber wenig zulängliche Ergebnisse (4er-Koinzidenz bei 50cm Abstand (wie später in der Kiste) mit ca. 5-10% der Einzelraten). Durch diese Messungen werden, nach erneuter Prüfung, wahrscheinlich die PMTs 2 und 3 ausgetauscht, bevor es losgeht. Konstruktion: Hier bezog sich meine Aufgabe hauptsächlich auf die oben erwähnte Schutzkiste, deren Innenleben (Holzrahmen, Polsterung) noch nicht existent war. Um dieses zu gestalten wurden mir die zur Verfügung stehenden Materialien (Schaumstoffe, Bretter) gezeigt und ich sollte eine entsprechende Zeichnung anfertigen. Damit ich dabei noch etwas dazulernte, schlug mein Betreuer Herr Dr. Walter vor, das 3D-Zeichenprogramm "Google SketchUp" zu verwenden (s. Abb). Die Einarbeitung fiel etwas schwer, da die Parallelen zu AutoCad(2D) oder 3D-Umgebungen, wie TES-Construction Set, eher begrenzt sind, aber nach ca. 1h hatte ich den Dreh, dank Instructor, einigermaßen raus. Letztendlich musste ich aber, etwas frustriert, wieder zu Papier und Kuli wechseln, da man bei meiner Version zwar präzise messen, aber nicht bemaßen konnte. Der eigentliche Kistenbau wird, in Abstimmung mit Herrn Dr. Walter, später von der mechanischen Werkstatt übernommen. Programmieren mit Python: Um die unumgänglichen Wartezeiten bei den Detektionsmessungen (zwischen 5 und 30min) sinnvoll zu nutzen, stellte Herr Dr. Walter ein anschauliches Informatik-Buch namens "Python for Kids" zur Verfügung. Python ist eine C++ ähnliche Programmiersprache und die üblichste im Bereich der Forschung und Teilen der Industrie. Von Delphi macht man außerhalb der Schulausbildung fast keinen Gebrauch. Die Umstellung auf Python war relativ unproblematisch, da dieses zudem einfacher und logischer in Struktur und Syntax ist (keine umständlichen Deklarationen von Variablen und Funktionen, keine Unterscheidung zu Prozeduren, keine Semikolons, aber leider auch keine Formular-Erstellung). Meine Aufgabe war es ein Programm zu erstellen, das aus den mitlaufenden Textaufzeichnungen (hexadezimal) von qnet (dem Auswertungsprogramm zu den PMTs), die Raten und FPGA-Zeit auslesen und dezimal darstellen kann. Einige wichtige Befehle erklärte mir (der ebenfalls Python lernende) Diplomand Achim Stößl, der diese schulisch unangemessen unter den Tisch fallende Programmiersprache nun für seine Diplomausarbeitung bei DESY benötigt. Die größtenteils selbständige Programmierung (s.Abb) war, einschließlich 3-4h Einarbeitung, in ca. 8,5h erledigt (So logisch ist Python!). Kreative Darstellung des Praktikumsinhalts Dieses Ergebnis von ca. 12h Arbeit in html und mit den Programmen NVU und Microsoft FrontPage (für Frames, da diese für mich in NVU nichterstellbar) lässt sich der Betrachter soeben anzeigen. ;-) NVU verspricht zwar eine einfachste Webseitenerstellung ohne html-Kenntnis, doch empfand ich die Oberfläche teilweise als eher nutzerunfreundlich und zu unsystematisch. Manche Einstellungen musste ich deswegen im anzeigbaren, aber völlig chaotischen Quelltext (der automatisch generiert wurde) der Seite vornehmen. Wens interessiert, der kann sich ja jetzt mal nur jew. 1 Frame zugleich anzeigen lassen und Strg+U drücken - damit lässt sich der Quelltext (bei jeder site im Netz) anzeigen und durch einen Klick aufs Schließen-Kreuz wieder ausblenden. Zudem konnte ich keine Möglichkeit zur Erstellung von Frames finden Entsprechender selbstgeschriebener html-Text wurde einfach beim Umschalten oder Speichern(?) gelöscht (dewegen Microsoft FrontPage). Besichtigungen der Forschungsanlagen Neben den vielfältigen und stets interessanten praktischen Praktikumsteilen werden Praktikanten und auch häufig Schulklassen viele Bereiche der Forschungsanlagen bei DESY gezeigt und von dort Arbeitenden professionell und anschaulich erklärt. Ich durfte so das gigantische Rechenzentrum von DESY, die mechanische Lehrwerkstatt, die Elektronik-Werkstatt und sogar PITZ besichtigen, da dieser in den letzten Tagen meines 2-wöchigen Praktikums gewartet wurde.  Wer mehr Informationen zur kosmischen Strahlung haben möchte, sollte sich die Erklärungen von Physik.begreifen auf der DESY-Website ansehen. |
Teilchenzerfälle, die in der Atmosphäre vorkommen (Pionen werden u.a.durch Spallation eines N oder O-Atomkerns freigesetzt)  IceCube - eine
riiiesige Würfel-Anordnung von optischen Detektor-Modulen,
versenkt im antarktischen Eis. Hier sollen selbst die geisterhaften
Neutrinos nachgewiesen werden.
 Versenkung eines optischen IceCube-Modules ins ewige(?) Eis derAntarktis |