Fysiikan saloja ja pienten joutsenten tanssi CERNissä

Kun kevään yo-kirjoitukset oli kärsitty loppuun, mikään ei enää erottanut meitä unelmasta.

Tiistaina 24.4. istuimme tukevasti vyötettyinä lentokoneessa matkalla alkuräjähdyksen jäljille: Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskukseen CERNiin. Sveitsin ja Ranskan rajalla sijaitsevassa CERNissä tutkitaan paitsi vastasyntyneen maailmankaikkeuden ensimmäisiä hengenvetoja, myös esimerkiksi aineen syvintä olemusta ja hiukkasia - kuuluisimpana kenties otsikoissa ponnahdellut Higgsin bosoni - sekä antimateriaa. Joka vuosi keskuksessa vierailee noin 7000 tutkijaa CERNin vakituisten parintuhannen työntekijän lisäksi.

Olimme siis syystäkin innoissamme: CERN-tiedeleiri, jolle vuosittain osallistuu opiskelijoita eri kouluista ympäri Suomea, on ainutlaatuinen tilaisuus tutustua tieteen tekemiseen sen ytimessä. Etiksestä matkaan lähti kahdeksan opiskelijaa sekä tietysti opettaja Jyrki Hänninen. Meidän lisäksemme mukana oli opiskelijoita Pohjois-Tapiolan ja Vaskivuoren lukioista, mikä etukäteen herätti pieniä epäilyksiä. Voisiko Etiksen ulkopuolellakin olla älyllisiä olentoja, ja jos olisi, millaisiksi nörteiksi fyysikonaluiksi nämä paljastuisivat? Jo lentokoneessa tuli kuitenkin selväksi, että muiden koulujen oppilaat olivat paitsi täysin normaaleja, myös erittäin älyllisiä. Kun kuunteli koneen takaosassa käytäviä keskusteluita mustista aukoista ja niiden ominaisuuksista, ymmärsimme, että fiksun joukon kanssa olimme liikenteessä. Olisi se nyt ihme jos ei yksi piilotteleva bosonikin meidän avustuksellamme löytyisi.

Heti ensimmäisenä aamuna alkoi tiivis ohjelma. Kello kahdeksan seisoimme hotellin ala-aulassa pestyinä, puettuina ja innokkaina. Raitiovaunumatkan jälkeen olimme fysiikanopettajille ominaisen tavan mukaisesti reilusti etuajassa CERNissä, joten meille jäi hetki aikaa ihastella ympäristöä: vuoria, jotka lähes läpikuultavan vaaleina ympäröivät meitä joka puolelta, laajoja peltona sekä erityisesti CERNin maamekkiä, The Globea, jonka pyöreä olemus hallitsi maisemaa kymmenien metrien läpimitan suomalla yksinoikeudella - itse kiihdytinhän on maan alla, samoin kuin sen valtaisat koeasemat.

Aamuhetken jälkeen ei CERN-päivien aikana ehtinytkään juuri maisemia katsella. Heti ensimmäisenä päivänä tutustuminen hiukkaskiihdyttimen saloihin pääsi vauhtiin. Ensimmäinen luentomme oli varmasti vauhdikkaampi kuin kukaan meistä olisi osannut odottaa. Hilpeä muisto jäi etenkin Atlas-koeaseman Research Coordinatorin Markus Nordbergin havainnollistuksesta, jossa hän demonstroi tehokkaati kvarkkien liikettä tanssahtelemalla edessämme Joutsenlammen tahtiin. Muita mieleenpainuvia kokemuksia tutkimuskeskuksessa olivat esimerkiksi luento antimateriasta, jota CERNissä on tutkittu ja valmistettu, sekä Tim Berners-Leen tietokone, jolla hän CERNissä työskennellessään loi World Wide Webin - siis maailman ensimmäinen serveri. Vaikka hiukkaskiihdytin ei ollut toiminnassa vierailumme aikana, emme kuitenkaan päässeet ihastelemaan itse 27 kilometrin pituista kiihdytintunnelia tai sen jättimäisiä, taidolla rakennettuja koeasemia. Kaikkien teorialuentojen jälkeen olikin virkistävää päästä näkemään edes joitain putkia ja piuhoja konkreettisesti. Erityisesti Cloud-projekti jäi mieleen, koska ranskalainen luennoitsijamme vei meidät kasvot innosta loistaen tutustumaan itse koepaikalle. Keltaiset kyltit ilmoittivat säteilyriskistä ja kehottivat pitämään dosimetrin mukana, foliota oli joka paikassa ja pääsin tunkemaan pääni kohtaan, josta hiukkassuihku kulkee kiihdyttimen ollessa toiminnassa. Seikkailunhalu tuli tyydytettyä.

Luentojen ja vierailujen täyttämien päivien päätteeksi olimme vapaita harhailemaan Genevessä mielemme mukaan. Tutuksi tulivat etenkin lähikortteleiden ravintolat, mutta sopivan hintaisia ruokaloita metsästäessä näimme myös muun muassa Geneven vanhankaupungin parhaat puolet. Geneven maamerkkinä tunnettua suihkulähdettä ihastelimme sekä kaukaa että vähän turhankin läheltä; onneksi Keski-Euroopan oikukas kevät kuivatti sen, minkä vesipatsas kasteli. Etenkin pimeän Genevejärven rannalla vietetyissä viimeisissä illoissa oli jotain taianomaista.

Myös matkan yhteiseen ohjelmaan kuului muutakin kuin CERNin ihmettelyä, onhan Geneve kaupunki, jossa sekä luonnontieteet että humanismi kukoistavat. Vierailu YK:n päämajaan oli kiinnostava, vaikka jotkut fyysikoista kieltäytyivät arvostamasta kansainvälisen politiikan hienoutta. Yksi viikon odotetuimmista tapahtumista oli retki Chamonix'n, jossa oli tarkoitus päästä "korrrrkealle vuorelle" ja katsella näkymää Mont Blancille. Vuorilla puhalsi kuitenkin niin raivoisa tuuli, että ylemmäs vuorelle nousu jäi haaveeksi. Onneksi maisema oli alhaalta majesteetillisten vuorien ympäröimästä kylästäkin hulppea. Myös raastava tuuli, joka tuntui repivän ajatuksetkin päästä, oli tavallaan kokemus.

Matkalla, jota ainakin pari innokasta abityttöä oli palavasti odottanut yli puoli vuotta, olisi ollut kaikki edellytykset olla pettymys. Niin mahdottomalta kuin se etukäteen ajateltuna tuntuikin, CERN, Geneve ja matkaseura ylittivät odotukset. Fysiikasta kiinnostuneelle CERN on onnela ja Puuhamaa.
Vaikka osa CERNin tutkimuskohteista vaikuttaakin olevan suoraan science fiction -kirjoista kiskaistuja, on kaiken takana tarkka tutkimustyö. Monet hiukkaskiihdyttimellä tutkitut ilmiöt häilyvät sillä harmaalla alueella, jolla fysiikasta tulee filosofiaa. Mikä aiheuttaa massan? Kuinka monta ulottuvuutta on olemassa? Entä multiversumiteoria tai säieteoria, joka on fysiikankirjaa lainatakseni "teoreettisena rakennelmana kaunis, mutta sen avulla ei ole vielä pystytty selittämään kokeellisten havaintojen tuloksia tai ennustamaan uusia." Mitä tapahtui alkuräjähdyksen jälkeen? Mikä siellä edes räjähti? Kaiken tämän erottaa filosofiasta tai teologiasta se, että asioita tutkitaan kokeellisesti, törmäyttämällä hiukkasia miljoonia ja miljoonia kertoja toisiinsa ja tutkimalla niiden liikeratoja ja hajoamistuotteita, jotka ovat kuin varjoja ne aiheuttaneista hiukkasista. Ei olekaan ihme, jos jotkut CERNin hiukkasfyysikot unohtavat syödä ja laittaa kengät jalkaan, kuten kerrotaan. Valitettavasti emme yhdenkään hajamielisen professorin tielle osuneet, ja olenkin osittain sysännyt heidät mielessäni samaan mappiin kuin Loch Nessin hirviön ja Jetin. Kaipa he jossain luolassa majailevat.

Oli lisäksi hauskaa todeta, että myös Etiksen ulkopuolelta löytyy normaaleja ihmisiä, jotka ovat yhtä kiinnostuneita maailmankaikkeudesta, sen synnystä ja kohtalosta kuin me. Matkalla syntyi kiinnostavia keskusteluja niin fysiikan maailmaan kuin yleisempiinkin asioihin liittyen, ja etenkin viikon loppupuolella joukossa vallitsi lämmin yhteishenki - tosin hilpeään mielentilaan alkoi itse kullakin epäilemättä vaikuttaa kertynyt univelka.

Jos jotain matkalla jäi kaipaamaan, niin sitä tunnetta, että asiat menevät täysin yli hilseen. Olisin toivonut luennoitsijoiden heittävän meille enemmän haasteita ja pakottavan meidät ajattelumme rajoille; miksi-kysymyksen synnytämää tiedonälkää ei tyydytä vastaus "Koska teoria sanoo niin". Emme ehkä ymmärrä säieteoriaa ja Schrödingerin aaltofunktiota, mutta mistä sitä voi koskaan tietää, ellei kokeile? Toisaalta heränneet kysymykset ovat usein vielä palkitsevampia kuin saadut vastaukset. Higgsin bosonia emme ehkä löytäneet, mutta kimpuittain uusia maailmankaikkeuden arvoituksia kyllä.


Minna Lehtisalo ja Auri Väljä

Kuvat: Jyrki Hänninen