Als A-Level-Student der Naturwissenschaften ist es nie zu früh, in die reale Welt vorzudringen und zu sehen, wie es ist, in einem Labor zu arbeiten. Für Annabelle Gill, das betreffende Institut war zufällig das weltbekannte CERN Teilchenphysik-Labor in Genf. Dort hatte sie die Gelegenheit, eine Woche lang zahlreiche CERN-Mitarbeiter zu treffen, von Experimentalphysikern und Elektronikingenieuren bis hin zu Computerspezialisten und Technikern, und lernte dabei die vielen verschiedenen Experimente und Geräte kennen, die auf dem Land in der Schweiz und in Frankreich betrieben werden. Sie beschreibt die faszinierenden Einrichtungen, die sie besucht hat, die Menschen, die sie getroffen hat, und die Vielfalt der Jobs, die ihrer Meinung nach MINT-Studenten an Forschungseinrichtungen wie dem CERN zur Verfügung stehen.
In der letzten Woche des Sommersemesters hat meine Schule – Hayesfield Mädchenschule in Bath – bittet alle Schüler der 12. Klasse (im Alter von 16 oder 17 Jahren), eine Woche Berufserfahrung zu absolvieren. Ich hatte großes Glück, die Chance zu bekommen, mein Praktikum bei zu machen CERN, das Teilchenphysiklabor in der Nähe von Genf, Schweiz, in dem sich das befindet Large Hadron Collider (LHC). Zu meiner großen Freude wurde meine Woche von organisiert Elektronikingenieurin Eva Gousiou, der Teil des CERN ist Frauen in der Technologie Gruppe, so dass ich Zeit mit vielen Wissenschaftlerinnen und Ingenieurinnen verbringen konnte.
Montag
Ich begann meine Woche mit einem Hochenergiephysiker und wissenschaftlichen Mitarbeiter der University of Pittsburgh Marilena Bandieramonte, der an der arbeitet ATLAS Experiment, der größte Detektor am CERN. Sie führte mich zunächst durch das CERN-Besucherzentrum, was eine großartige Einführung in den Gesamtzweck der Forschung am CERN bietet.
Am Nachmittag beschrieb sie mir ihre Arbeit, zu der auch die Erstellung von Simulationen für den ATLAS-Detektor gehört. Sie erklärte, wie ihre Modelle von den ATLAS-Benutzern verwendet werden können, um ihre Detektorexperimente zu simulieren und die wahrscheinlichen Ergebnisse vorherzusagen.
Dienstag
Am nächsten Tag begleitete ich Bandieramonte weiter, während sie an der Verbesserung der Benutzeroberfläche für die ATLAS-Simulationen arbeitete, und ich hatte die Gelegenheit, den ATLAS-Kontrollraum zu besichtigen. Das war eine spannende Gelegenheit – während ich das CERN zuvor im Rahmen einer Führung besucht hatte, konnte ich den Kontrollraum nur von außen sehen. Aber dieses Mal durfte ich den Raum selbst betreten und genau sehen, was dort vor sich geht.
Riesige Bildschirme voller Daten und Zahlen bedecken alle Wände und zeigen Informationen über den Zustand des ATLAS-Detektors. Sollte etwas schief gehen, könnten die Forscher im Kontrollraum die notwendigen Anpassungen vornehmen. Am Nachmittag nahm ich an einer wöchentlichen ATLAS-Nachbesprechung teil, die eine allgemeine Statusaktualisierung beinhaltete, bei der festgestellt wurde, dass in der Vorwoche die LHC hatte Kollisionen mit der höchsten jemals erreichten Energie aufgezeichnet.
Wednesday
Mein Plan für den dritten Tag war, mich zu treffen Sophie Baron, eine Ingenieurin in der Abteilung für Experimentalphysik, konnte dies jedoch nicht durchführen, da sie an COVID-19 erkrankt war. Stattdessen konnte ich bei einem Zoom-Anruf mit ihr mehr über die Gruppe erfahren.
Später traf ich Barons Kollegin Philippa Hazell, die mir ihre Labore zeigte, in denen sie die elektronischen Systeme und Komponenten entwerfen und testen, die in den verschiedenen Experimenten am CERN verwendet werden. Sie erklärte, dass die von ihnen verwendeten elektronischen Chips durch die Strahlung der Teilchenkollisionen beeinträchtigt werden könnten. Um dies zu verhindern, werden die Chips so konstruiert, dass die digitale Logik dreimal wiederholt wird – und als Ergebnis wird die Mehrheitsentscheidung verwendet.
Donnerstag
Den vorletzten Tag verbrachte ich mit Elektromechanikerin Ellen Milne in der Hochfrequenzabteilung (RF), wo sie die Signale erzeugen, die zur Beschleunigung von Partikeln in den RF-Hohlräumen des verwendet werden Super-Protonen-Synchrotron (SPS)-Beschleuniger. Dies ist die zweitgrößte Maschine am CERN und liefert die beschleunigten Teilchenstrahlen für den LHC. Ich konnte sehen, wie sie den Strom erzeugen, einschließlich Tests, die an einem 800-MHz-Hochfrequenz-Klystron durchgeführt wurden.
Danach wurde ich vertrieben, um das zu besuchen LHCb und CERN Axion Sonnenteleskop (CAST)-Experimente. LHCb erforscht das Beauty-(Bottom-)Quark und sucht nach einem Grund für die Unterschiede in der Menge an Materie und Antimaterie in unserem Universum. Unterdessen ist CAST ein Experiment auf der Suche nach Axiomen – theoretisierten Teilchen, die, falls sie existieren, im Zentrum der Sonne gefunden werden könnten. Sie sind auch Kandidaten für Teilchen der Dunklen Materie, und ihre Existenz könnte zur Erklärung der Diskrepanz zwischen Materie und Antimaterie beitragen, indem sie sich die schwache Kraft zunutze macht.
Freitag
An meinem letzten Morgen verbrachte ich Zeit mit einem Computeringenieur Florentia Protopsalti, der in der IT-Abteilung arbeitet. Sie führte mich in den Kontrollraum des Datenzentrums, von dem aus die gesamte Wissenschafts-, Verwaltungs- und Computerinfrastruktur des CERN betrieben wird. Protopsalti erklärte, dass alle Daten der Experimente zur Sortierung dorthin gesendet werden. Der Großteil dieser Informationen ist wissenschaftlich nicht bedeutsam, daher werden Algorithmen verwendet, um zu entscheiden, welche Daten gespeichert und welche verworfen werden sollen.
Am Nachmittag hatte ich die Gelegenheit, Eva Gousiou zu treffen, die die gesamte Hospitationswoche für mich organisiert hatte. Sie brachte mich zum CERN-Kontrollzentrum. Hier überwachen und steuern sie die Beschleuniger, darunter auch die Linearbeschleuniger 4 (LINAC4), SPS und LHC sowie die Steuerung der Kryotechnik und des Tunnelzugangs. Ich habe viele Bildschirme gesehen, auf denen Informationen über den Zustand der Beschleuniger angezeigt wurden. Im Allgemeinen gilt: Je älter der Beschleuniger, desto mehr muss manuell vom Kontrollraum aus erledigt werden, während neuere Beschleuniger wie LINAC4 stärker automatisiert sind und weniger Eingaben erfordern.
Insgesamt habe ich meine Woche am CERN wirklich genossen. Alle waren sehr herzlich und neben meinen Gastgebern boten mir auch viele andere Leute an, mir ihre Labore zu zeigen und mir Dinge zu erklären. Besonders überrascht war ich darüber, wie viele Menschen über Programmierkenntnisse verfügten und wie sehr diese für ihre Arbeit benötigt wurden. Es brachte mich dazu, über meine zukünftige Karriere und die möglichen Joboptionen in Laboren wie dem CERN nachzudenken.
