Kot študent naravoslovne stopnje ni nikoli prezgodaj, da bi se podali v resnični svet in videli, kako je delati v laboratoriju. Za Annabelle Gill, je zadevni inštitut pravkar postal svetovno znan CERN laboratorij za fiziko delcev v Ženevi. Tam je imela priložnost preživeti teden dni v srečanju z množico zaposlenih v CERN-u, od eksperimentalnih fizikov in inženirjev elektronike do strokovnjakov za računalništvo in tehnikov, saj je spoznavala številne različne eksperimente in naprave, ki jih hranijo na švicarskem in francoskem podeželju. Opisuje fascinantne objekte, ki jih je obiskala, ljudi, ki jih je srečala, in vrsto delovnih mest, ki jih je odkrila, so na voljo študentom STEM v raziskovalnih ustanovah, kot je CERN.
V zadnjem tednu poletnega roka je moja šola – Dekliška šola Hayesfield v Bathu – poziva vse študente 12. letnika (stare 16 ali 17 let), da opravijo teden dni delovnih izkušenj. Res sem imel srečo, da sem dobil priložnost opravljati svoje delovne izkušnje pri CERN, laboratorij za fiziko delcev blizu Ženeve v Švici, v katerem domuje Veliki hadronski trkalnik (LHC). Na moje veliko veselje je moj teden organiziral inženirka elektronike Eva Gousiou, ki je del CERN-a Ženske v tehnologiji skupine, tako da sem moral preživeti čas s številnimi znanstvenicami in inženirji.
Ponedeljek
Teden sem začel z visokoenergijskim fizikom in raziskovalnim sodelavcem Univerze v Pittsburghu Marilena Bandieramonte, ki dela na ATLAS eksperiment, največji detektor v CERN-u. Sprva mi je razkazala center za obiskovalce CERN, ki je odličen uvod v splošni namen raziskav v CERN.
Popoldan mi je opisala svoje delo, ki vključuje izdelavo simulacij za detektor ATLAS. Pojasnila je, kako lahko uporabniki ATLAS-a uporabijo njene modele za simulacijo eksperimentov z detektorji in napovedovanje verjetnih rezultatov.
Torek
Naslednji dan sem nadaljeval s spremljanjem Bandieramonte, saj je delala na izboljšanju uporabniškega vmesnika za simulacije ATLAS, in imel sem priložnost obiskati nadzorno sobo ATLAS. To je bila vznemirljiva priložnost – čeprav sem CERN že obiskal na vodenem ogledu, sem lahko nadzorno sobo videl samo od zunaj. Toda tokrat mi je bilo dovoljeno vstopiti v samo sobo in natančno videti, kaj se tam dogaja.
Masivni zasloni, polni podatkov in številk, pokrivajo vse stene in prikazujejo informacije o stanju detektorja ATLAS. Če bi šlo karkoli narobe, bi lahko raziskovalci v nadzorni sobi naredili potrebne prilagoditve. Popoldne sem se udeležil tedenskega poročanja o ATLAS-u, ki je vključevalo splošno posodobitev stanja, kjer so ugotovili, da prejšnji teden LHC zabeležil trke z največjo energijo.
Sreda
Moj načrt za tretji dan je bil, da se srečam Sophie Baron, inženirka na oddelku za eksperimentalno fiziko, vendar to ni moglo iti naprej, saj je zbolela za COVID-19. Vendar pa sem namesto tega o skupini lahko izvedel v pogovoru z njo v Zoomu.
Kasneje sem se srečal z Baronovo kolegico Philippo Hazell, ki mi je razkazala njihove laboratorije, kjer oblikujejo in preizkušajo elektronske sisteme in komponente, ki se uporabljajo v različnih poskusih v CERN-u. Pojasnila je, da lahko na elektronske čipe, ki jih uporabljajo, vpliva sevanje zaradi trkov delcev. Da bi to preprečili, so čipi zasnovani tako, da se trikrat ponovi digitalna logika – in kot rezultat se uporabi večinska odločitev.
Četrtek
Predzadnji dan sem preživel z elektrostrojni tehnik Ellen Milne v oddelku za radiofrekvenčnost (RF), kjer ustvarjajo signale, ki se uporabljajo za pospeševanje delcev v RF votlinah Super protonski sinhrotron (SPS) pospeševalnik. To je drugi največji stroj v CERN-u in zagotavlja pospešene žarke delcev za LHC. Lahko sem videl, kako ustvarjajo moč, vključno s testi, opravljenimi na 800 MHz radiofrekvenčnem klistronu.
Po tem so me odpeljali na obisk k LHCb in Sončni teleskop CERN Axion (CAST) poskusi. LHCb proučuje lepotni (spodnji) kvark in išče razlog za razlike v količinah snovi in antimaterije v našem vesolju. Medtem je CAST eksperiment, ki išče aksiome – teoretizirane delce, ki bi jih, če bi obstajali, lahko našli v središču Sonca. So tudi kandidati za delce temne snovi in njihov obstoj bi lahko pomagal pri razlagi neskladja med snovjo in antimaterijo, tako da se dotaknejo šibke sile.
Petek
Zadnje jutro sem preživel čas z računalniškim inženirjem Florentia Protopsalti, ki dela v IT oddelku. Peljala me je v kontrolno sobo podatkovnega centra, iz katerega se upravlja celotna znanstvena, skrbniška in računalniška infrastruktura CERN-a. Protopsalti je pojasnil, da se tja pošljejo vsi podatki iz poskusov, da jih razvrstijo. Večina teh informacij ni znanstveno pomembna, zato se algoritmi uporabljajo za odločanje, katere podatke shraniti in katere zavreči.
Popoldan sem se imel priložnost srečati z Evo Gousiou, ki mi je organizirala celoten teden za opazovanje dela. Peljala me je na ogled nadzornega centra CERN. Tu spremljajo in nadzorujejo pospeševalnike, vključno z Linearni pospeševalnik 4 (LINAC4), SPS in LHC, kot tudi nadzor nad kriogeniko in dostopom do predora. Videti sem moral veliko zaslonov, ki prikazujejo informacije o stanju pospeševalnikov. Na splošno velja, da starejši kot je pospeševalnik, več je treba narediti ročno iz nadzorne sobe, medtem ko so novejši pospeševalniki, kot je LINAC4, bolj avtomatizirani in zahtevajo manj vnosa.
Na splošno sem zelo užival v tednu v CERN-u. Vsi so bili res dobrodošli in poleg mojih gostiteljev se je veliko drugih ljudi ponudilo, da mi razkažejo njihove laboratorije in mi razložijo stvari. Posebej me je presenetilo, koliko ljudi ima znanja programiranja in kako je to potrebno za njihova delovna mesta. Zaradi tega sem razmišljal o svoji prihodnji karieri in možnih zaposlitvenih možnostih, ki so na voljo v laboratorijih, kot je CERN.
