A-tason luonnontieteiden opiskelijana ei ole koskaan liian aikaista seikkailla todelliseen maailmaan nähdäkseen, millaista on työskennellä laboratoriossa. varten Annabelle Gill, kyseinen instituutti sattui olemaan maailmankuulu CERN hiukkasfysiikan laboratorio Genevessä. Siellä hänellä oli mahdollisuus viettää viikko tapaamassa monia CERNin työntekijöitä kokeellisista fyysikoista ja elektroniikkainsinööreistä tietotekniikan asiantuntijoihin ja teknikoihin, kun hän sai tietää monista erilaisista kokeista ja laitteista, joita on sijoitettu Sveitsin ja Ranskan maaseudulle. Hän kuvailee kiehtovia tiloja, joissa hän vieraili, tapaamiaan ihmisiä ja erilaisia työpaikkoja, joita hän löysi STEM-opiskelijoille CERNin kaltaisissa tutkimuslaitoksissa.
Kesälukukauden viimeisellä viikolla kouluni - Hayesfieldin tyttökoulu Bathissa – pyytää kaikkia 12-vuotiaita (16 tai 17-vuotiaita) suorittamaan viikon työkokemuksen. Olin todella onnekas, kun sain mahdollisuuden tehdä työkokemukseni CERN, hiukkasfysiikan laboratorio lähellä Geneveä, Sveitsi, jossa sijaitsee Large Hadron Collider (LHC). Suureksi ilokseni viikkoni järjesti elektroniikkainsinööri Eva Gousiou, joka on osa CERNiä Naiset tekniikassa ryhmässä, joten sain viettää aikaa monien naispuolisten tiedemiesten ja insinöörien kanssa.
maanantai
Aloitin viikkoni korkean energian fyysikon ja Pittsburghin yliopiston tutkijakumppanin kanssa Marilena Bandieramonte, joka työskentelee ATLAS koe, CERNin suurin ilmaisin. Hän esitteli minulle aluksi CERNin vierailijakeskusta, joka antaa erinomaisen johdannon CERNin tutkimuksen yleiseen tarkoitukseen.
Iltapäivällä hän kuvaili minulle työtään, johon kuuluu simulaatioiden luominen ATLAS-ilmaisimelle. Hän selitti, kuinka ATLAS-käyttäjät voivat käyttää hänen mallejaan ilmaisinkokeidensa simulointiin ja todennäköisten tulosten ennustamiseen.
tiistai
Seuraavana päivänä jatkoin Bandieramonten varjostamista, kun hän paransi ATLAS-simulaatioiden käyttöliittymää, ja minulla oli mahdollisuus vierailla ATLAS-valvomossa. Tämä oli jännittävä tilaisuus – vaikka olin vieraillut CERNissä aiemmin opastetulla kierroksella, olin päässyt näkemään valvomon vain ulkopuolelta. Mutta tällä kertaa minun sallittiin mennä itse huoneeseen ja nähdä tarkalleen, mitä siellä tapahtuu.
Massiiviset näytöt täynnä dataa ja lukuja peittävät kaikki seinät ja näyttävät tietoa ATLAS-ilmaisimen tilasta. Jos jokin menisi pieleen, valvomossa olevat tutkijat voisivat tehdä tarvittavat säädöt. Iltapäivällä osallistuin viikoittaiseen ATLAS-kyselyyn, joka sisälsi yleisen tilapäivityksen, jossa todettiin, että edellisellä viikolla LHC oli tallentanut törmäyksiä kaikkien aikojen korkeimmalla energialla.
Keskiviikko
Kolmannen päivän suunnitelmani oli tavata Sophie Baron, insinööri kokeellisen fysiikan osastolla, mutta tämä ei voinut edetä, koska hän oli selvinnyt COVID-19:stä. Pystyin kuitenkin oppimaan ryhmästä Zoom-puhelun aikana hänen kanssaan.
Tapasin myöhemmin Baronin kollegan Philippa Hazellin, joka esitteli minulle heidän laboratorioitaan, joissa he suunnittelivat ja testasivat CERNin erilaisissa kokeissa käytettyjä elektronisia järjestelmiä ja komponentteja. Hän selitti, että hiukkasten törmäysten aiheuttama säteily voi vaikuttaa heidän käyttämiinsä elektronisiin siruihin. Tämän estämiseksi sirut suunnitellaan niin, että digitaalinen logiikka toistetaan kolme kertaa – ja tuloksena käytetään enemmistön päätöstä.
torstai
Vietin toiseksi viimeisen päivän sähkömekaaninen teknikko Ellen Milne radiotaajuusosastolla (RF), jossa ne tuottavat signaaleja, joita käytetään hiukkasten kiihdyttämiseen RF-onteloissa. Super Proton Synchrotron (SPS) kiihdytin. Tämä on CERNin toiseksi suurin kone, ja se tarjoaa kiihdytetyt hiukkassäteet LHC:lle. Pystyin näkemään, kuinka ne tuottavat tehoa, mukaan lukien 800 MHz:n radiotaajuisella klystronilla tehdyt testit.
Tämän jälkeen minut ajettiin käymään LHCb ja CERN Axion -aurinkoteleskooppi (CAST) kokeet. LHCb tutkii kauneus (ala) kvarkkia ja etsii syitä aineen ja antiaineen määrien eroille universumissamme. Samaan aikaan CAST on koe, jossa etsitään aksioomia – teoretisoituja hiukkasia, jotka, mikäli niitä olisi olemassa, löytyisivät Auringon keskustasta. Ne ovat myös ehdokkaita pimeän aineen hiukkasiksi, ja niiden olemassaolo saattaa auttaa selittämään aineen ja antiaineen välistä ristiriitaa hyödyntämällä heikkoa voimaa.
Perjantai
Viimeisenä aamuna vietin aikaa tietokoneinsinöörin kanssa Florentia Protopsalti, joka työskentelee IT-osastolla. Hän vei minut palvelinkeskuksen valvomoon, josta johdetaan CERNin koko tiede-, hallinta- ja laskentainfrastruktuuria. Protopsalti selitti, että kaikki kokeiden tiedot lähetetään sinne lajiteltavaksi. Suurin osa tästä tiedosta ei ole tieteellisesti merkittävää, joten algoritmien avulla päätetään, mitkä tiedot tallennetaan ja mitkä hylätään.
Iltapäivällä minulla oli mahdollisuus tavata Eva Gousiou, joka oli järjestänyt minulle koko työvarjoviikon. Hän vei minut CERNin valvontakeskukseen. Täällä he valvovat ja ohjaavat kiihdyttimiä, mukaan lukien Lineaarinen kiihdytin 4 (LINAC4), SPS:n ja LHC:n sekä kryogeniikan ja tunnelien pääsyn hallintaan. Sain nähdä monia näyttöjä, joissa oli tietoa kaasupolkimien kunnosta. Yleensä mitä vanhempi kiihdytin, sitä enemmän se on tehtävä manuaalisesti valvomosta käsin, kun taas uudemmat kiihdyttimet, kuten LINAC4, ovat automatisoituneempia ja vaativat vähemmän syöttöä.
Kaiken kaikkiaan nautin todella viikostani CERNissä. Kaikki olivat todella tervetulleita, ja isäntieni lisäksi monet muut ihmiset tarjoutuivat esittelemään minulle laboratorioitaan ja selittämään asioita. Olin erityisen yllättynyt siitä, kuinka monilla ihmisillä oli ohjelmointitaitoja ja kuinka sitä tarvittiin heidän työssään. Se sai minut ajattelemaan tulevaa uraani ja mahdollisia työvaihtoehtoja CERNin kaltaisissa laboratorioissa.
