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Der Magnetstein - Wozu braucht es Materialien zum Sachunterricht : Ein Gespräch mit Horst Rumpf
(2003)
Dem Leser einer Reihe von Veröffentlichungen zur Didaktik des Sachunterrichts fällt auf, dass es bei aller Vielzahl von Differenzen und Differenzierungen zu didaktischen und pädagogischen Fragen so etwas wie eine - mehr implizite als explizite - Übereinstimmung in der Konstitution des Gegenstandes "Sache" zu geben scheint. Die "Sache" ist danach das zu Erkennende; der Sachunterricht soll entsprechend den Schüler in die Lage versetzen, zu erkennen, was gegeben ist. Aus einer jüngeren erkenntnistheoretischen Sicht lässt sich die Haltbarkeit dieser Grundannahme bezweifeln. Im Durchgang durch einige Konzepte zur Didaktik des Sachunterrichts soll dieser Zweifel begründet werden.
Erscheint halbjährl. www.widerstreit-sachunterricht.de ist als online-Zeitschrift seit Januar 2003 verfügbar. Die Zeitschrift bietet Raum für Diskussionsbeiträge, die Veröffentlichung von Forschungsergebnissen sowie für grundlegende, theoretische Überlegungen zum Sachunterricht in Form von Artikeln.
First results on the production of Xi- and Anti-xi hyperons in Pb+Pb interactions at 40 A GeV are presented. The Anti-xi/Xi- ratio at midrapidity is studied as a function of collision centrality. The ratio shows no significant centrality dependence within statistical errors; it ranges from 0.07 to 0.15. The Anti-xi/Xi- ratio for central Pb+Pb collisions increases strongly with the collision energy.
In den modernen Schwerionenexperimenten möchte man den Zustand der Materie unter extremen Bedingungen, wie sie in der frühen Phase unseres Kosmos herrschten, physikalisch untersuchen. Bei hoher Temperatur und Materiedichte wird ein Zustand postuliert, in dem Quarks, die unter den heute in der Natur vorkommenden Bedingungen auf Grund des Confinements in Hadronen gebunden sind, als quasi freie Teilchen existieren können. Eine spezielle Observable, die man dabei betrachtet, ist die Seltsamkeit. Aus früheren Messungen weiss man, dass die relative Häufigkeit einfach seltsamer Teilchen bei Kern-Kern-Reaktion gegenüber Proton-Proton-Reaktionen erhöht ist und eine andere Energieabhängigkeit zeigt. Zudem ist die Seltsamkeitsproduktion auch abhängig von der Systemgröße. Das kanonische, statistische Modell nach Redlich und Tounsi [7] sagt einen zunächst steilen Anstieg der Produktion von seltsamen Teilchen mit wachsender Systemgröße voraus, der aber bei großen Systemen immer flacher wird. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Xi- und Xi+-Produktion in Blei-Blei-Stößen bei 40 A GeV. Bei dieser Analyse wird die Xi -Multiplizität in Abhängigkeit von der Kollisionszentralität und damit der Systemgröße untersucht. Zusätzlich wird die Xi- -Produktion in zentralen Blei-Blei-Stößen bei 40 A GeV mit Messungen bei anderen Energien verglichen und damit ihre Energieabhängigkeit der Xi- -Produktion untersucht. Die verwendeten Daten wurden während einer Strahlzeit im Herbst 1999 vom Experiment NA49 am SPS am CERN aufgenommen. Es wurden zwei Datensätze mit 7%igem Anteil am totalen Wirkungsquerschnitt und zwei Datensätze mit minimaler Einschränkung (minimum bias) durch den Trigger verwendet. Für die Analyse wurden aus diesen Daten 387.616 minimum bias und 577.605 zentrale Ereignisse ausgewählt. Die minimum bias Daten werden in verschiedene Zentralitätsklassen eingeteilt. Die Xi- (Xi+)-Hyperonen werden von NA49 nicht direkt detektiert. Stattdessen werden Kandidaten aus den Tochterteilchen (Lambda (Antilambda) und Pi - (Pi+)) des schwachen Zerfalls rekonstruiert. Die Häufigkeit der Hyperonen wird dann mit Hilfe statistischer Methoden extrahiert. Diese Methode liefert nicht nur die gewünschten Kandidaten sondern auch einen großen kombinatorischen Untergrund, den man durch geeignete, geometrische Einschränkungen reduzieren kann. Dazu wird eine Signifikanzstudie für die entsprechenden geometrischen Größen durchgeführt und auf diese Weise die besten Einschränkungsbedinungen gefunden. Da das NA49-Experiment auf Grund seiner Geometrie nicht den kompletten Phasenraum erfassen kann und die Effizienz, mit der Teilchen detektiert werden, begrenzt muss auf diese Effekte korrigiert werden. Um diese Korrektur zu bestimmen führt eine Simulation durch. Man simuliert Xi- -Hyperonen und überprüft, wie viele mit gleichen Verfahren, das man zur Datenbestimmung verwendet, in jedem Phasenraumbereich wiedergefunden werden können. Unter Verwendung dieser Korrektur erhält man die Transversalimpulsspektren bei mittlerer Rapidität für Xi- in vier verschiedenen Zentralitätsklassen. Aus diesen Spektren lässt sich die Anzahl der Xi- -Hyperonen bei mittlerer Rapidität pro Kollision ermitteln. Sie steigt von 0,12+-0,01 bei peripheren Stößen auf 1,23+-0,07 zu zentralen Stößen hin an. Zudem kann man aus der Steigung der pt-Spektren den Temperaturparameter T berechnen. Dieser bewegt sich im Bereich von 226 bis 292 MeV, zeigt aber keine eindeutige Zentralitätsabhängigkeit.....
Tagungsvorträge werden als MP3-Files zum Anhören angeboten. Das Motiv: 2003 stand der 100. Geburtstag Theodor W. Adornos auf der Tagesordnung des kulturellen und akademischen Geschehens. Adorno war sicherlich einer der wirkungsmächtigsten Philosophen und Theoretiker der Gesellschaft des 20. Jahrhunderts. Seine Schriften sind weltweit verbreitet und haben unzählige Wissenschaftler aus den verschiedensten Disziplinen anhaltend inspiriert. Wo immer man in der Welt als Frankfurter Hochschullehrer auf geistig tätige Menschen trifft, man wird auf Adorno angesprochen. Zum Schicksal eines jeden Klassikers gehört es, dass es einen Streit um das Erbe gibt und sich folglich verschiedene Strömungen auf das Vorbild beziehen. Zugleich provoziert das die unausgesetzte Debatte darum, ob das Werk nicht bereits historisch geworden sei und uns für unsere Zeit also nicht mehr viel zu sagen habe. Oder ob es klassisch: unvergänglich vergangen sei, und damit ein starker Anstoß zum Weiterdenken geblieben sei. Hinter dieser, in vielen Buchpublikationen und Feuilletons (insbesondere in der Frankfurt Allgemeinen Zeitung) geführten Debatte um die Aktualität der kritischen Theorie und des Denkens Adornos verschwindet leicht die aufmerksame Beobachtung, was denn nach Adornos Tod 1969 von seinen direkten oder mittelbaren Schülern in den Feldern geleistet worden ist, auf die insgesamt sich das Genie Adornos beziehen konnte. Es stand zu befürchten, dass das Jubiläum als Geburtstagsfeier einer Geistesgröße mit einer Fülle von Erinnerungen und Würdigungen vollzogen wird, ohne dass der doch ungleich interessanteren Frage nachgegangen würde, in welcher Hinsicht das Werk Adornos in den produktiven Arbeiten heutiger Wissenschaftler lebendig geblieben ist. Inhaltliche Akzente: Lebendigkeit bedeutet keineswegs die Fortsetzung eines orthodox verwalteten Erbes, sondern verweist notwendig auf oft eigensinnige Versuche, die Denkmittel Adornos im Sinne seiner Kritik an der Gesellschaft zu nutzen. Lebendigkeit konkretisiert sich also nicht als Traditionspflege oder als wohlfeile Revision von Positionen, über die die Zeit hinweggegangen sein soll, sondern im sachhaltigen Aufweis ihrer Aktualität durch Arbeiten, mit denen aus unterschiedlicher fachlicher Sicht kritische Theorie als fortgesetztes Arbeitsprogramm deutlich wird. Insofern diente der Kongress der systematischen Überprüfung und Dokumentation der in produktiver Forschung sich ausdrückenden Lebendigkeit der Ansätze Adornos sowie der Ausarbeitung der Aufgaben für die nähere Zukunft. Zugleich wird damit nicht weniger beansprucht als einen repräsentativen Überblick zu geben, wie es heute mit der Aufklärung selbst bestellt ist. Auf der Tagung sprachen Wissenschaftler sprechen, die in den vergangenen Jahrzehnten bewiesen haben, dass sie mit ihrem Forschungsprogramm die Diagnose der Gesellschaft, inspiriert durch jene Denkmittel, insbesondere auf unbearbeitetem Terrain fortgeführt haben und die zugleich für die Zukunft die Untersuchung von Fragen versprechen, die auf der Tagesordnung der Aufklärung stehen. Jeder Vortragende wird seine Arbeiten in den Kontext auch derjenigen stellen, die innerhalb seines Faches ebenfalls von Kritischer Theorie beeinflusst wurden. Im Vordergrund der Darstellung soll aber die eigene bislang geleistete Arbeit unter der Fragestellung der Tagung rekapituliert werden und schlaglichtartig erkennbar gemacht werden, in welchem Sinne Fragen der gegenwärtigsten Gegenwart mit den theoretischen Figuren Adornos kommunizieren.
Ein Schwerpunkt der physikalischen Fragestellungen, die zur Entwicklung des Dileptonenspektrometers HADES führten, ist die präzise Vermessung des invarianten Massenspektrums von Dileptonen, die in zentralen Reaktionen von relativistischen Schwerionen entstehen. In den Spektren sind die leptonischen Zerfälle der Vektormesonen enthalten. Aus Position und Breite der entsprechenden Signale kann auf eine mögliche Veränderung der Eigenschaften von Vektormesonen im dichten und heißen Kernmedium geschlossen werden. Für die Rekonstruktion der Teilchentrajektorien der Elektronen und Positronen werden die Vieldraht-Driftkammern verwendet, und unter Berücksichtigung des Magnetfelds kann der Teilchenimpuls mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Die hohe Impulsauflösung gepaart mit einer großen Akzeptanz und einem effektiven Trigger, ist eine notwendige Voraussetzung für das Studium von Dileptonen im SIS Energiebereich 1-2 GeV per Nukleon. Eine Flugzeitwand ermittelt über die Teilchenmultiplizität die Zentralität des Stoßes und hilft mittels der Flugzeit bei der Identifikation von Teilchen, insbesondere der Hadronen. Elektronen werden mit Hilfe spezieller Detektoren (Ringabbildender Cherenkov Detektor und Schauerdetektor) identifiziert. Ein effizientes Triggerkonzept zusammen mit einer innovativen Datenaufnahme ermöglicht, solche Ereignisse, in denen sich Dileptonenkandidaten befinden, schnell zu erkennen und dann zu registrieren, um so in kurzer Zeit eine hinreichende Statistik an Dileptonen zu erhalten. Im Rahmen dieser Forschungsarbeiten war das Ziel der Diplomarbeit, die Untersuchung des Ansprechverhaltens der Driftkammern auf Myonen aus der kosmischen Höhenstrahlung und deren Positionen relativ zur Flugzeitwand zu bestimmen. Da die Myonen aus der kosmischen Höhenstrahlung ähnliche Signale in den Vieldraht-Driftkammern hervorrufen wie die in den Schwerionenreaktionen produzierten minimal ionisierenden Teilchen, war es möglich, unabhängig von Strahlzeiten das Ansprechverhalten der Vieldraht-Driftkammern zu untersuchen. Um dieses zu erforschen, wurde zunächst ein spezieller Trigger aufgebaut, der auf Koinzidenzen von gegenüberliegenden Flugzeitwand-Sektoren beruht. So konnte das Durchqueren eines Myon-Kandidaten durch das Spektrometer registriert, und die Teilchentrajektorie vom Ein- bis zum Austritt aus diesem nachvollzogen werden. Die primären Messgrößen, wie die Driftzeiten, und die Korrelation zwischen den Driftkammern und der Flugzeitwand, wurden untersucht und mit Daten aus dem Strahlzeit-Experiment vom November 2001 C+C bei 1,9 GeV per Nukleon verglichen. Weiterhin wurde nach Entwicklung einer Myonen-Kandidatensuche die Effizienz der Driftkammern analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass die Driftkammerebenen des Sektors 1 eine Nachweiswahrscheinlichkeit für kosmische Myonen von über 93% aufzeigen. Eine Optimierung der Methode hinsichtlich der Ortsauflösung und Korrelationen zu anderen Drahtebenen oder Driftkammern anderer Ebenen kann in Zukunft in Angriff genommen werden. Da die Intensität der Myonen gering ist, und sie in den meisten Fällen das Spektrometer auf geraden Bahnen durchqueren, sind Vieldeutigkeiten minimiert. So war es möglich, die Positionen der Driftkammern relativ zur Flugzeitwand mit einer Genauigkeit, die durch die Ortsauflösung der Szintillatoren der Flugzeitwand dominiert ist, zu ermitteln. Im Vergleich zu den Standard-Justierungsparametern ergeben sich Abweichungen von bis zu 37,73 mm für die Relativpositionen der Vieldraht-Driftkammern im Vergleich zur Flugzeitwand mit einer Ungenauigkeit von maximal ±7 mm. Um die für das invariante Massenspektrum der Dileptonen notwendige Massenauflösung zu erreichen, wird empfohlen, die Relativpositionen der Driftkammern zueinander und zum Magnetfeld zu bestimmen. Hierfür muss die exakte Ortsinformation des Durchstoßpunktes des Myons auf die Driftkammer über eine Anpassung der Trajektorie berechnet werden. Daraufhin können die Positionen der Driftkammern relativ zueinander mit einer Genauigkeit von < 100 mm ermittelt werden.