Als wetenschapsstudent op A-niveau is het nooit te vroeg om de echte wereld in te gaan en te zien hoe het is om in een laboratorium te werken. Voor Annabelle Gill, het instituut in kwestie was toevallig het wereldberoemde CERN deeltjesfysicalaboratorium in Genève. Daar kreeg ze de kans om een week lang een groot aantal CERN-medewerkers te ontmoeten, van experimentele natuurkundigen en elektronica-ingenieurs tot computerspecialisten en technici, terwijl ze leerde over de vele verschillende experimenten en apparaten die zich op het Zwitserse en Franse platteland bevinden. Ze beschrijft de fascinerende faciliteiten die ze bezocht, de mensen die ze ontmoette en de verscheidenheid aan banen die ze ontdekte die beschikbaar zijn voor STEM-studenten bij onderzoeksfaciliteiten zoals CERN.
In de laatste week van het zomersemester heeft mijn school – Hayesfield Girls' School in Bath – vraagt alle leerlingen van jaar 12 (16 of 17 jaar) om een week werkervaring op te doen. Ik had het geluk dat ik de kans kreeg om mijn werkervaring op te doen bij CERN, het deeltjesfysica-laboratorium nabij Genève, Zwitserland, waar de Large Hadron Collider (LHC). Tot mijn grote vreugde werd mijn week georganiseerd door elektronica-ingenieur Eva Gousiou, die deel uitmaakt van CERN Vrouwen in technologie groep, dus ik kon tijd doorbrengen met veel vrouwelijke wetenschappers en ingenieurs.
maandag
Ik begon mijn week met hoge-energiefysicus en onderzoeksmedewerker van de Universiteit van Pittsburgh Marilena Bandieramonte, die werkt aan de ATLAS experiment, de grootste detector op CERN. Ze liet me in eerste instantie het bezoekerscentrum van CERN zien, wat een geweldige introductie geeft tot het algemene doel van het onderzoek bij CERN.
In de middag beschreef ze mij haar werk, waaronder het maken van simulaties voor de ATLAS-detector. Ze legde uit hoe haar modellen door ATLAS-gebruikers kunnen worden gebruikt om hun detectorexperimenten te simuleren en de waarschijnlijke uitkomsten te voorspellen.
dinsdag
De volgende dag bleef ik Bandieramonte volgen, terwijl zij werkte aan het verbeteren van de gebruikersinterface voor de ATLAS-simulaties, en kreeg ik de kans om de ATLAS-controlekamer te bezoeken. Dit was een opwindende kans – hoewel ik CERN eerder had bezocht tijdens een rondleiding, had ik de controlekamer alleen van buitenaf kunnen zien. Maar deze keer mocht ik de kamer zelf betreden en zien wat daar precies gebeurt.
Enorme schermen vol gegevens en cijfers bedekken alle muren en tonen informatie over de toestand van de ATLAS-detector. Mocht er iets misgaan, dan konden de onderzoekers in de controlekamer de nodige aanpassingen doorvoeren. In de middag woonde ik een wekelijkse ATLAS-debriefing bij, die een algemene statusupdate bevatte waarin werd opgemerkt dat de vorige week de LHC had botsingen geregistreerd met de hoogste energie ooit.
woensdag
Het plan van mijn derde dag was om elkaar te ontmoeten Sofie Baron, een ingenieur op de afdeling experimentele natuurkunde, maar dit kon niet doorgaan omdat ze besmet was met COVID-19. In plaats daarvan kon ik via een Zoom-gesprek met haar meer over de groep leren.
Later ontmoette ik Barons collega Philippa Hazell, die me rondleidde in hun laboratoria, waar ze de elektronische systemen en componenten ontwerpen en testen die worden gebruikt in de verschillende experimenten op CERN. Ze legde uit dat de elektronische chips die ze gebruiken, kunnen worden beïnvloed door de straling van de deeltjesbotsingen. Om dit te voorkomen zijn de chips zo ontworpen dat de digitale logica drie keer wordt herhaald – waarbij de meerderheidsbeslissing als uitkomst wordt gebruikt.
donderdag
Ik bracht de voorlaatste dag door met elektromechanisch technicus Ellen Milne op de afdeling radiofrequentie (RF), waar ze de signalen genereren die worden gebruikt om deeltjes in de RF-holten van de Superproton-synchrotron (SPS)-versneller. Dit is de op een na grootste machine op CERN en levert de versnelde deeltjesbundels voor de LHC. Ik kon zien hoe ze de stroom opwekken, inclusief het zien van tests die werden uitgevoerd op een 800 MHz radiofrequentie-klystron.
Hierna werd ik naar buiten gereden om de LHCb en CERN Axion zonnetelescoop (CAST) experimenten. LHCb bestudeert de beauty-(bottom)-quark en probeert een reden te vinden voor de verschillen in de hoeveelheden materie en antimaterie in ons universum. Ondertussen is CAST een experiment dat zoekt naar axioma's: theoretische deeltjes die, als ze zouden bestaan, in het centrum van de zon zouden kunnen worden gevonden. Ze zijn ook een kandidaat-deeltje van donkere materie, en hun bestaan zou kunnen helpen bij het verklaren van de discrepantie tussen materie en antimaterie, door gebruik te maken van de zwakke kracht.
vrijdag
Op mijn laatste ochtend bracht ik tijd door met computeringenieur Florentia Protopsalti, die op de IT-afdeling werkt. Ze nam me mee naar de controlekamer van het datacentrum, van waaruit de volledige wetenschappelijke, administratieve en computerinfrastructuur van CERN wordt beheerd. Protopsalti legde uit dat alle gegevens van de experimenten daarheen worden gestuurd om te worden gesorteerd. Het merendeel van deze informatie is niet wetenschappelijk significant, dus worden algoritmen gebruikt om te beslissen welke gegevens moeten worden opgeslagen en welke moeten worden weggegooid.
In de middag had ik de kans om Eva Gousiou te ontmoeten, die de hele meeloopweek voor mij had geregeld. Ze nam me mee naar het CERN-controlecentrum. Hier monitoren en controleren ze de versnellers, inclusief de Lineaire versneller 4 (LINAC4), SPS en de LHC, evenals het controleren van de cryogene apparatuur en de tunneltoegang. Ik kreeg veel schermen te zien met informatie over de staat van de versnellers. Over het algemeen geldt dat hoe ouder de versneller is, hoe meer er handmatig vanuit de controlekamer moet worden gedaan, terwijl nieuwere versnellers zoals LINAC4 meer geautomatiseerd zijn en minder input vergen.
Over het algemeen heb ik erg genoten van mijn week bij CERN. Iedereen was erg gastvrij en, naast mijn gastheren, boden veel andere mensen aan om mij rond te leiden in hun labs en dingen aan mij uit te leggen. Ik was vooral verrast door hoeveel mensen programmeervaardigheden hadden en hoe dit nodig was voor hun werk. Het deed me nadenken over mijn toekomstige carrière en de mogelijke banenopties die beschikbaar zijn bij laboratoria als CERN.
