Jako student przedmiotów ścisłych na poziomie A nigdy nie jest za wcześnie na przygodę w prawdziwym świecie i zobaczenie, jak to jest pracować w laboratorium. Dla Annabelle Gill, instytut, o którym mowa, po prostu cieszył się sławą na całym świecie CERN Laboratorium Fizyki Cząstek w Genewie. Tam miała okazję spędzić tydzień, spotykając się z wieloma pracownikami CERN, od fizyków eksperymentalnych i inżynierów elektroników po informatyków i techników, podczas których dowiedziała się o wielu różnych eksperymentach i urządzeniach znajdujących się na szwajcarskich i francuskich wsiach. Opisuje fascynujące obiekty, które odwiedziła, ludzi, których poznała i różnorodność stanowisk pracy, które odkryła, dostępnych dla studentów przedmiotów STEM w placówkach badawczych takich jak CERN.
W ostatnim tygodniu semestru letniego moja szkoła – Szkoła dla dziewcząt w Hayesfield w Bath – prosi wszystkich uczniów klasy 12 (w wieku 16 lub 17 lat) o odbycie tygodniowego doświadczenia zawodowego. Miałem szczęście, że dostałem szansę zdobycia doświadczenia zawodowego w firmie CERN, laboratorium fizyki cząstek elementarnych niedaleko Genewy w Szwajcarii, w którym mieści się Wielki Zderzacz Hadronów (LHC). Ku mojej radości, mój tydzień został zorganizowany przez inżynier elektronik Eva Gousiou, który jest częścią CERN-u Kobiety w technologii grupy, więc miałam okazję spędzić czas z wieloma kobietami-naukowcami i inżynierami.
Poniedziałek
Zacząłem tydzień od fizyka wysokich energii i współpracownika badawczego z Uniwersytetu w Pittsburghu Marileny Bandieramonte, który pracuje na ATLAS eksperyment, największy detektor w CERN. Początkowo oprowadziła mnie po centrum dla zwiedzających CERN, co stanowi doskonałe wprowadzenie do ogólnego celu badań w CERN.
Po południu opisała mi swoją pracę polegającą na tworzeniu symulacji dla detektora ATLAS. Wyjaśniła, w jaki sposób użytkownicy ATLAS-u mogą wykorzystać jej modele do symulacji eksperymentów z detektorami i przewidywania prawdopodobnych wyników.
Wtorek
Następnego dnia nadal obserwowałem Bandieramonte, gdy pracowała nad udoskonaleniem interfejsu użytkownika dla symulacji ATLAS, a ja miałem okazję odwiedzić sterownię ATLAS. To była ekscytująca okazja – chociaż wcześniej odwiedziłem CERN w ramach wycieczki z przewodnikiem, sterownię mogłem zobaczyć tylko z zewnątrz. Ale tym razem pozwolono mi wejść do samego pokoju i dokładnie zobaczyć, co się w nim dzieje.
Ogromne ekrany pełne danych i liczb pokrywają wszystkie ściany, pokazując informacje o stanie detektora ATLAS. Gdyby coś poszło nie tak, badacze w sterowni mogliby dokonać niezbędnych korekt. Po południu uczestniczyłem w cotygodniowym podsumowaniu ATLAS, które obejmowało ogólną aktualizację statusu, w której zauważono, że w poprzednim tygodniu LHC zarejestrował zderzenia z najwyższą w historii energią.
Wednesday
Mój plan na trzeci dzień zakładał spotkanie Zofia Baron, inżynier na wydziale fizyki eksperymentalnej, ale nie mogło to nastąpić, ponieważ zachorowała na Covid-19. Zamiast tego mogłem jednak dowiedzieć się o grupie podczas rozmowy z nią na Zoomie.
Później spotkałem się z koleżanką Barona, Philippą Hazell, która oprowadziła mnie po swoich laboratoriach, gdzie projektują i testują systemy elektroniczne i komponenty wykorzystywane w różnych eksperymentach w CERN. Wyjaśniła, że stosowane przez nich chipy elektroniczne mogą podlegać wpływowi promieniowania powstałego w wyniku zderzeń cząstek. Aby temu zapobiec, chipy zaprojektowano tak, aby logika cyfrowa została powtórzona trzykrotnie, a jako wynik przyjęto decyzję większości.
Czwartek
Przedostatni dzień spędziłem z technik elektromechanik Ellen Milne w dziale częstotliwości radiowych (RF), gdzie generują sygnały wykorzystywane do przyspieszania cząstek we wnękach RF Super synchrotron protonowy (SPS) akcelerator. Jest to druga co do wielkości maszyna w CERN, dostarczająca wiązki przyspieszonych cząstek dla LHC. Udało mi się zobaczyć, jak wytwarzają energię, łącznie z testami wykonanymi na klistronie o częstotliwości radiowej 800 MHz.
Po tym zabrano mnie do odwiedzenia LHCb i CERN Axion Teleskop Słoneczny (CAST) eksperymenty. LHCb bada kwark piękny (dolny) i szuka przyczyny różnic w ilościach materii i antymaterii w naszym wszechświecie. Tymczasem CAST to eksperyment mający na celu poszukiwanie aksjomatów – teoretycznych cząstek, które, gdyby istniały, można by znaleźć w centrum Słońca. Są także kandydatami na cząstki ciemnej materii, a ich istnienie może pomóc w wyjaśnieniu rozbieżności między materią a antymaterią poprzez wykorzystanie oddziaływania słabego.
Piątek
Ostatniego ranka spędziłem czas z inżynierem komputerowym Florentia Protopsalti, który pracuje w dziale IT. Zaprowadziła mnie do sterowni Centrum Danych, z którego sterowana jest cała infrastruktura naukowa, administracyjna i obliczeniowa CERN. Protopsalti wyjaśnił, że wszystkie dane z eksperymentów są tam wysyłane w celu sortowania. Większość tych informacji nie ma znaczenia naukowego, dlatego przy podejmowaniu decyzji, które dane należy przechowywać, a które odrzucić, stosuje się algorytmy.
Po południu miałem okazję spotkać się z Evą Gousiou, która zorganizowała dla mnie cały tydzień obserwacji pracy. Zabrała mnie do Centrum Kontroli CERN. To tutaj monitorują i kontrolują akceleratory, w tym Akcelerator liniowy 4 (LINAC4), SPS i LHC, a także kontrolowanie elementów kriogenicznych i dostępu do tunelu. Widziałem wiele ekranów wyświetlających informacje dotyczące stanu akceleratorów. Ogólnie rzecz biorąc, im starszy akcelerator, tym więcej czynności należy wykonać ręcznie ze sterowni, podczas gdy nowsze akceleratory, takie jak LINAC4, są bardziej zautomatyzowane i wymagają mniej wkładu.
Ogólnie rzecz biorąc, naprawdę podobał mi się mój tydzień w CERN. Wszyscy byli bardzo gościnni i, oprócz moich gospodarzy, wiele innych osób zaoferowało, że oprowadzi mnie po swoich laboratoriach i wyjaśni mi różne rzeczy. Byłem szczególnie zaskoczony, jak wiele osób posiadało umiejętności programowania i jak było to potrzebne w ich pracy. To skłoniło mnie do zastanowienia się nad moją przyszłą karierą i możliwymi opcjami pracy dostępnymi w laboratoriach takich jak CERN.
