CERN

CERN-tiedeleirikoulu 2023

Nousiaisten lukio oli toteuttamassa toukokuussa tiedeleirikoulua Sveitsin Genevessä sijaitsevaan maailman suurimpaan hiukkasfysiikan tutkimuskeskukseen CERNiin. Projekti toteutettiin yhdessä Mynämäen, Raision ja Lauttakylän lukioiden kanssa. CERNin vierailun jatkeeksi ryhmä jatkoi luonto- ja kulttuurimatkalle Ranskan puolelle Chamonixiin. Annetaan opiskelijoiden kertoa matkasta omien kokemuksiensa kautta.

CERN, tiistai 2.5

Saavuimme Geneveen maanantai-iltana ja tiistaina ohjelmassa oli ensimmäinen päivämme Cernissä. Aloitimme päivämme eräänlaisella yleisluennolla, jossa meille kerrottiin pääpiirteittäin Cernin historiasta, toiminnasta ja siitä, mitä siellä tutkitaan.

Seuraavaksi pääsimme katsomaan Cernin ihka ensimmäistä hiukkaskiihdytintä, eli syklotronia. Meille esitettiin myös video, jossa kerrottiin Cernin historiasta ja kehityksestä ja käytiin tarkemmin läpi syklotronin toimintaa ja sitä mitä syklotronilla tehtiin ja tutkittiin. Lisäksi oppaamme kertoi yleisesti Cernin hiukkaskiihdytinten toimintaperiaatteesta, eli siitä mitä kiihdyttimessä todella tapahtuu, mitä sen aikaansaamiseksi vaaditaan ja mitä erityisiä asioita kiihdyttimen kanssa toimittaessa tulee ottaa huomioon. Saimme myös kuulla, että Cernin LHC-kiihdytintä ollaan juuri parhaillaan uudistamassa ja parantamassa.

Päivän toinen luento käsitteli kokeellisen ja teoreettisen fysiikan yhteyttä. Luennoitsija kertoi miten ja millaisia mittauksia ja havaintoja Cernissä tehdään ja miten saatuja mittaustuloksia sitten analysoidaan. Hän kertoi myös, miten teoreetikoiden teoriat sitten liitetään saatuihin havaintoihin ja kuinka niitä tulkitaan. Meille kerrottiin myös CMS-projektin tutkimuskohteista ja siitä, mitä sillä on jo tänä päivänä onnistuttu löytämään.

Päivän päätteeksi kävimme tutustumassa CMS-ilmaisimeen. Ilmaisinta itseään emme päässeet katsomaan, sillä hiukkaskiihdytin oli päällä, jolloin säteilyvaaran ja erittäin vahvan magneettikentän vuoksi emme voineet ilmaisimen läheisyyteen mennä. Pääsimme kuitenkin samaan rakennukseen, jossa itse ilmaisin sijaitsee. Vierailimme maan alla katsomassa mitä siellä oikein on ja millaisissa tiloissa Cernin työntekijät työskentelevät. Pääsimme esimerkiksi katsomaan tietokonehuonetta sekä CMS-ilmaisimen valvomoa.

Keskiviikko 3.5.

Toinen ohjelma-päivämme tiedeleirikoulussa alkoi aamuvarhain vierailulla Geneven yliopiston luonnontieteiden laitokselle, jossa pääsimme osallistumaan erinäköisiin fysiikan kokeellisiin tutkimuksiin. Oppaanamme toimi yliopiston fysiikan opiskelija, joka demonstroi sähköoppia mieleenpainuvin esimerkein. Kokeellisissa tutkimuksissa leikittiin mm. varausten, sähkönjohtavuuden ja suprajohteiden kanssa.

Yliopisto-vierailun jälkeen huristelimme raitiovaunulla Cerniin, jossa pääsimmekin suoraan lounaalle. Lounaan vietettyämme aurinkoisella terassilla siirryimme päivän ainoalle luennolle Kati Lassila-Perinin oppiin. Luennolla kävimme perusteellisesti läpi hiukkasfysiikan perusopin ja tiukkaa asiaa sisältäneen puolitoistatuntisen jälkeen osaammekin perustellen selittää naapureiden sedille ja tädeille Higgsin bosonin olemassaolon.

Luennolta matka jatkui jalkapatikalla Isolde-asemalle, jossa meille yleisesittelyn koeaseman toiminnasta piti Nousiaisten lukion kasvatti Werneri Lindberg, joka itsekin on aikoinaan aloittanut Cern-uransa tiedeleirikoulun vierailulla. Yleisesittelystä pääsimme tutustumaan isotooppeihin keskittyvän hiukkasfysiikan aseman toimintaan tutkimuslaitokseen sisälle asti. Oppainamme toimivat Lindbergin kollegat, jotka esittelivät aseman ja sen erilaiset tutkimuslaitteistot kattavasti.

Torstai 4.5.

Torstaina pääsimme tutustumaan CERNin datakeskukseen. Datakeskuksen esittelijä kertoi mielenkiintoisesti systeemistä, jolla CERNin hiukkaskiihdyttimestä valtavalla tahdilla saapuvaa mittausdataa käsitellään. Itselläni ei ainakaan ollut käsitystä siitä, kuinka mahdottoman paljon CERNin mittaustietoa on säilössä ympäri maailmaa. Mittauslaitteiden parantuessa mittausdataa tulee koko ajan kiihtyvästi lisää eikä esimerkiksi yrityksiltä ostettava pilvipalvelu tallennustilana ole helppo ratkaisu, sillä pilvipalvelua käytettäessä CERNin tutkimus ja budjetti olisi täysin pilvipalveluyrityksen armoilla.

Lisäksi saimme kuulla hyvin mielenkiintoisen luennon antimateriasta. Diaesitykseen viljeltyjen mahtavien fysiikkameemien lisäksi luennosta jäi erityisen hyvin mieleen se, mihin kaikkeen antimateriaa pystyisi hyödyntämään. Antimateriaa voisi esimerkiksi käyttää tehokkaana hoitokeinona syöpiä vastaan, jos sen tuottaminen ei olisi niin mahdottoman kallista. Avaruuteen lähtevien rakettien polttoaineena antimateria olisi myös loistava ratkaisu, sillä matkaan tarvittavan polttoaineen massa olisi pikkiriikkinen eikä veisi nykyisten polttoaineiden tavoin suurta osaa raketin kuljettamasta massasta. Lisäksi antimateria energianlähteenä olisi täysin päästötön, sillä energian tuotto perustuisi annihilaatioon, missä materia ja antimateria muuttuvat kohdatessaan puhtaaksi energiaksi.

Tiesimme, että luennoitsijalla olisi ollut antimateriasta kerrottavaa vaikka kuinka moneksi tunniksi, mutta aikarajaksi oli asetettu meidän ruokataukomme. Aika meni ihan liian nopeasti niin mielenkiintoiselle aiheelle ja itse olisin mieluummin jättänyt lounaan välistä ja jäänyt kuuntelemaan luentoa, mutta siihen ei valitettavasti annettu mahdollisuutta.

Genève

Yövyimme Sveitsin toiseksi suurimmassa kaupungissa, Genèvessä, kolme yötä. Kaupunki sijoittuu Alppien läheisyyteen, Ranskan rajan tuntumaan.

Ranskan kieleltä ja kulttuurilla ei voi siis välttyä, ja se onkin tärkeä osa kaupungin historiaa. Toki Genève tunnetaan myös omista erikoisista piirteistään. Paikka tunnetaan esimerkiksi kaupankäynti- ja rahoitusmarkkinoistaan. Lisäksi lähettyvillä on paljolti kansainvälisten organisaatioiden toimintaa. Näistä kuuluisimmat lienevät Yhdistyneiden kansakuntien (YK) järjestöt ja tietenkin itse kansainvälinen tutkimuskeskus CERN.

Myöskin tavallisille tallaajille löytyy kaupungista katselemista. Muun muassa Genevejärvi tekee jo muuten vuoristojen ympäröimästä laaksosta erikoisen. Kaupungin omista maamerkeistä on helposti tunnistettavissa esimerkiksi 140 metrinen vesisuihku Jet d'Eau, kukkakello ja maailmanpyörä, sekä kymmenestä patsaasta koostuva reformaattorien muuri.

Genève on maailman viidenneksi, ja euroopan hintavin, kaupunki. Oleskelemisesta joutuu kukkaroa kaivamaan siis useasti. Tosin yllätyimme, että jokaiselle yöpyjälle tarjotaan ilmainen julkisen liikenteen matkakortti, jonka avulla kaupungissa reissaaminen sujuu ilman suurempia murheita. Tämä ei ole muualla Euroopassa tyypillistä.

Chamonix

Matkan neljäntenä päivänä menimme Genevestä Ranskan Chamonixiin, joka sijaitsee Euroopan suurimman vuoren Mont Blancin juurella. Majoituimme hotelliin kahden hengen huoneisiin. Tämä oli selkeä parannus Geneven hostelliin nähden.

Puolet porukasta lähti toisena Chamonix-päivänä patikoimaan vuorille. Kaikilla sujui patikointi hyvin, ja kävimmekin aika korkealla, lähes 1800 metrissä. Ylöspäin menimme osin metsäpolkuja ja hetken myös laskettelurinnettä. Alaspäin mutkaista serpentiinipolkua. Keli oli kohdillaan koko vaelluksen ajan, aurinko paistoi hyvin. Oli aika omituisen tuntuista, että korkealla oli lunta, mutta silti oli niin lämmin ilma.

Suurin osa kävi Aiguille du Midillä, Ranskan kolmanneksi suosituimmassa nähtävyydessä. Kyseessä on 3842 metrin korkuinen huippu. Sinne mentiin hiihtohissillä, joka kulki kovaa vauhtia matkan ollessa pitkä. Onneksi oli pilvetön päivä, joten huipulta näki kauniit vuoristomaisemat todella hyvin. Oli todellakin unohtumaton kokemus, tällaisia maisemia ei muualla ole. Korkeimmalle huipulle Mont Blancille näki oikein hyvin, ja vuorikiipeilijöitä sinne yrittämässä oli muutama näkyvissä.

Chamonixissa lähdimme lauantaina kohti Geneven lentokenttää ja Helsinkiä. Mukaan jäivät kuitenkin unohtumattomat elämykset tietyst tieteestä mutta myös alueen kulttuurista ja luonnosta.