D'ATLAS à la salle de contrôle : la semaine d'un lycéen au CERN

Au cours de la dernière semaine du trimestre d'été, mon école - École de filles Hayesfield à Bath – demande à tous les étudiants de 12e année (âgés de 16 ou 17 ans) d’entreprendre une semaine de stage. J'ai eu beaucoup de chance d'avoir la chance de faire mon stage chez CERN, le laboratoire de physique des particules près de Genève, en Suisse, qui abrite le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Pour mon plus grand plaisir, ma semaine a été organisée par ingénieur en électronique Eva Gousiou, qui fait partie du groupe Les femmes dans la technologie groupe, j'ai donc pu passer du temps avec de nombreuses femmes scientifiques et ingénieurs.

lundi XNUMX

J'ai commencé ma semaine avec un physicien des hautes énergies et associé de recherche à l'Université de Pittsburgh. Marilena Bandieramonte, qui travaille sur ATLAS expérience, le plus grand détecteur du CERN. Elle m'a d'abord fait visiter le centre des visiteurs du CERN, qui donne une excellente introduction à l'objectif général de la recherche au CERN.

Dans l'après-midi, elle m'a décrit son travail, qui consiste notamment à créer des simulations pour le détecteur ATLAS. Elle a expliqué comment ses modèles peuvent être utilisés par les utilisateurs d'ATLAS pour simuler leurs expériences avec des détecteurs et prédire les résultats probables.

Mardi

Le lendemain, j'ai continué à observer Bandieramonte, alors qu'elle travaillait à l'amélioration de l'interface utilisateur des simulations ATLAS, et j'ai eu la chance de visiter la salle de contrôle d'ATLAS. C’était une opportunité passionnante : alors que j’avais déjà visité le CERN lors d’une visite guidée, je n’avais pu voir la salle de contrôle que de l’extérieur. Mais cette fois, j’ai été autorisé à entrer dans la pièce elle-même et à voir exactement ce qui s’y passe.

Des écrans massifs remplis de données et de chiffres recouvrent tous les murs, affichant des informations sur l'état du détecteur ATLAS. En cas de problème, les chercheurs de la salle de contrôle pourraient procéder aux ajustements nécessaires. Dans l'après-midi, j'ai assisté à un débriefing hebdomadaire d'ATLAS, qui comprenait une mise à jour générale de la situation où ils ont noté que la semaine précédente, le LHC avait enregistré des collisions à son énergie la plus élevée jamais atteinte.

Mercredi

Le plan de mon troisième jour était de rencontrer Sophie Baron, ingénieure au département de physique expérimentale, mais cela n’a pas pu se réaliser car elle avait contracté le COVID-19. Cependant, j’ai pu en apprendre davantage sur le groupe lors d’un appel Zoom avec elle.

J'ai ensuite rencontré Philippa Hazell, une collègue de Baron, qui m'a fait visiter leurs laboratoires, où ils conçoivent et testent les systèmes et composants électroniques utilisés dans les différentes expériences au CERN. Elle a expliqué que les puces électroniques qu'ils utilisent pourraient être affectées par les radiations provenant des collisions de particules. Pour éviter cela, les puces sont conçues avec une logique numérique répétée trois fois – et la décision majoritaire étant utilisée comme résultat.

Jeudi

J'ai passé l'avant-dernière journée avec technicienne électromécanique Ellen Milne dans le département radiofréquence (RF), où ils génèrent les signaux utilisés pour accélérer les particules dans les cavités RF du Supersynchrotron à protons (SPS). Il s'agit de la deuxième plus grande machine du CERN et elle fournit les faisceaux de particules accélérés pour le LHC. J'ai pu voir comment ils génèrent l'énergie, notamment en voyant des tests effectués sur un klystron radiofréquence de 800 MHz.

Après cela, j'ai été chassé pour visiter le LHCb ainsi que Télescope solaire Axion du CERN (CAST) expériences. LHCb étudie le quark beauté (bottom) et cherche à trouver une raison aux différences dans les quantités de matière et d'antimatière au sein de notre univers. Pendant ce temps, CAST est une expérience de recherche d’axiomes – des particules théorisées qui, si elles existaient, pourraient se trouver au centre du Soleil. Ils constituent également une particule potentielle de matière noire, et leur existence pourrait aider à expliquer l’écart matière-antimatière, en exploitant la force faible.

Vendredi

Lors de ma dernière matinée, j'ai passé du temps avec un ingénieur informatique Florentia Protopsalti, qui travaille dans le service informatique. Elle m’a emmené dans la salle de contrôle du centre de données, à partir de laquelle est gérée toute l’infrastructure scientifique, administrative et informatique du CERN. Protopsalti a expliqué que toutes les données des expériences y sont envoyées pour être triées. La majorité de ces informations n’ont pas de signification scientifique, c’est pourquoi des algorithmes sont utilisés pour décider quelles données stocker et lesquelles supprimer.

Dans l'après-midi, j'ai eu la chance de rencontrer Eva Gousiou, qui avait organisé pour moi toute la semaine de stage. Elle m'a emmené voir le Centre de contrôle du CERN. C'est là qu'ils surveillent et contrôlent les accélérateurs, y compris le Accélérateur linéaire 4 (LINAC4), le SPS et le LHC, ainsi que le contrôle de la cryogénie et de l'accès aux tunnels. J'ai pu voir de nombreux écrans affichant des informations sur l'état des accélérateurs. Généralement, plus l'accélérateur est ancien, plus cela doit être fait manuellement depuis la salle de contrôle, tandis que les accélérateurs plus récents tels que LINAC4 sont plus automatisés et nécessitent moins d'interventions.

Dans l’ensemble, j’ai vraiment apprécié ma semaine au CERN. Tout le monde a été très accueillant et, outre mes hôtes, de nombreuses autres personnes ont proposé de me faire visiter leurs laboratoires et de m'expliquer. J'ai été particulièrement surpris par le nombre de personnes possédant des compétences en programmation et par la nécessité de celles-ci pour leur travail. Cela m'a fait réfléchir à ma future carrière et aux possibilités d'emploi disponibles dans des laboratoires comme le CERN.