Etisläiset Cernissä

Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskukseen CERNiin, jota ylläpitää European Organization for Nuclear Research, järjestetään lukiolaisille vuosittain tiedeleirejä. Niihin osallistuu opiskelijoita paitsi koko Suomesta myös monista muista maista. Tänä lukuvuonna oli jälleen Etiksen vuoro. Yhdessä Haukilahden ja Tiirismaan lukioiden kanssa me etisläiset pääsimme tutustumaan hiukkasfysiikan saloihin. Fysiikanopettaja Jyrki Hännisen lisäksi meidän koulustamme lähti mukaan kuusi fysiikan opiskelijaa; yhteensä matkassa 27.10. - 1.11.2015 oli 19 suomalaista lukiolaista ja kolme opettajaa.

Lentomme Geneveen lähti tiistaina 27.10. aikaisin aamulla, mutta väsymys väistyi nopeasti innostuksen tieltä. Olimme ihan oikeasti matkalla maailman suurimpaan hiukkasfysiikan tutkimuskeskukseen! Tulopäivänä ei kuitenkaan ollut vielä virallista ohjelmaa, vaan saimme rauhassa kerätä ensivaikutelmia Geneven kaupungista.

Itse tiedeleiri kesti kolme päivää. Keskiviikkoaamuna tapasimme hostellin aulassa jännittyneinä siitä, mitä tuleman piti. Ensivaikutelma CERNistä oli kuitenkin hämmentävä. Rakennukset olivat tylsiä harmaita laatikoita, ja niitä oli paljon. Toiset olivat korkeampia kuin toiset, ja osa näytti jopa rähjäisiltä. Oliko tämä siis nyt se arvostettu tutkimuslaitos?! Kyllä se oli. Eikä ulkoasu enää häirinnyt, kun saimme kuulla ja nähdä, mitä pinnan alla piilee.

CERN sijaitsee aivan Ranskan ja Sveitsin rajalla, Geneven laidalla. Siellä tutkitaan aineen perimmäistä rakennetta ja muun muassa sitä, miten maailmankaikkeus on syntynyt. CERNissä työskentelee vaihtelevasti jopa yli 10 000 luonnontieteilijää noin sadasta eri maasta, ja väitöskirjantekijöitä on suuri määrä. CERN perustettiin vuonna 1954, minkä jälkeen se on kasvanut ja kehittynyt valtavasti. Yksi esimerkki sen historian saavutuksista on world wide webin, maailman ensimmäisen internetserverin, luominen. Toinen kovin ajankohtainen saavutus oli vuonna 2013 löydetty Higgsin bosoni, jota on kutsuttu myös jumalhiukkaseksi tai maailmanlopun hiukkaseksi.

CERNin tällä hetkellä suurin hiukkaskiihdytin LHC eli Large Hadron Collider on 27 kilometriä pitkä ympyränmuotoinen rata, jossa protonisuihkut kiertävät jopa 11 245 kierrosta sekunnissa, eli ne kulkevat lähes valon nopeudella. Protonisuihkuja ohjataan voimakkailla magneettikentillä ja kiihdytetään sähkökentillä ja ne saadaan törmäämään hiukkasilmaisimen kohdalla. Törmäyksessä syntyneet hiukkaset saavat ilmaisimen detektoreissa aikaan signaaleja, joita fyysikot sitten tulkitsevat.

Törmäystapahtumista saatu informaatio on kuitenkin suurilta osin epäolennaista, joten data suodatetaan ennen tallentamista pariin kertaan. Silti tallennettavaa tietoa on niin paljon, että CD-levyille tallennettuna siitä tulisi neljä Mount Blanckin korkuista pinoa vuodessa. Talletus ei tietenkään tapahdu CD-levyille, vaan pitkälle kehitetyille tietokoneille, mutta vertauskuvana valtavan tietomäärän hahmottaa paremmin kuin vain suurena lukuna.

Tiedeleiri sisälsi luento-osuuksia sekä suomeksi että englanniksi. Meille kerrottiin maailmankaikkeuden laajenemisesta, supersymmetriateoriasta, hiukkaskiihdyttimen toiminnasta ja niillä tehtävistä tutkimuksista. Saimme tilaisuuden kuulla antimateriasta ja sen mahdollisista tulevaisuuden sovellutuksista ja tutustuimme ydinfysiikan tutkimuksiin, esimerkiksi Isolde-kokeeseen sekä Cloud-kokeeseen, jossa tutkitaan kosmisen säteilyn vaikutusta ilmastonlämpenemiseen.

Aika CERNissä ei kuitenkaan kulunut vain luentotiloissa istuen. Pääsimme katsomaan LHC:n Atlas-aseman kontrollihuonetta, jossa näimme suurilta kuvaruuduilta juuri senhetkisten hiukkastörmäysten tuloksia. Vierailimme antimateriaohjelman, Isolde-kokeen ja Cloud-kokeen koeasemilla. Niissä meille selitettiin mittausten toteutustavat ja tavoitteet. Tutkimuslaitteistot olivat aika lailla suuria värkkejä, joita yhdistivät erilaiset putket, ja kaikki oli ties kuinka monien johtojen ympäröimää.

Leiri huipentui siihen, että saimme rakentaa omin käsin pienet hiukkasilmaisimet, sumukammiot. Sumukammion rakentamisessa käytimme hiilihappojäätä, jota laitoimme eristävään astiaan. Sen päälle asetimme käsitellyn alumiinilevyn ja sen päälle kuvun, jonka katossa oli alkoholilla kasteltu huopa. Kammioon tiivistyi sumua levyn yläpuolelle. Taskulampun valokeilan osoittaessa sumuun pystyimme näkemään varattujen hiukkasten liikkeitä, kun hiukkaset aiheuttivat tiivistymisratoja. Jotkut kulkivat suoraan, osa reiteistä kaartui kiemuroille, ja muutamat hiukkaset tekivät lyhyitä mutta paksuja jälkiä. Sumukammioiden rakentaminen oli hieno kokemus, sillä se osoitti, ettei kaikki hiukkasfysiikka ole vain vuosikausia opiskelleiden tutkijoiden käsissä. Myös me lukiolaiset voimme rakentaa ihan oikean hiukkasilmaisimen, tehdä havaintoja ja ymmärtää siten paremmin hiukkasten ja säteilyn ominaisuuksia.

CERNissä vietettyjen kolmen päivän jälkeen vierailimme vielä Geneven YK:n toimipisteellä, joka on New Yorkissa sijaitsevan päämajan jälkeen suurin YK:n toimipaikka. Kävimme myös kansainvälisen Punaisen Ristin eli ICRC:n pääkonttorin yhteydessä olevassa museossa. Näyttelyn aiheet käsittelivät nykypäivän humanitäärisen toiminnan suurimpia haasteita, ja sen pääteemat olivat ihmisarvon puolustaminen, perhesiteiden ylläpitäminen ja luonnonkatastrofien aiheuttamien riskien pienentäminen.

Järjestetyn ohjelman ohella meillä oli myös vapaata aikaa. Kävimme Geneven vanhassa kaupungissa, joka varsinkin iltavalaistuksessa oli hyvin tunnelmallinen. Halloween-päivän iltana meitä tervehti jopa pari lepakkoa. Myös ostosten teolle jäi aikaa. Katselimme monien suklaakauppojen näyteikkunoita haikaillen, kunnes lankesimme menemään erääseen ja ostimme sieltä kallista, mutta erittäin laadukasta, käsin tehtyä, makoisaa suklaata. Vaikka Sveitsi on kallis maa, se ei estänyt meitä nauttimasta sen antimista. Sitä paitsi Geneve sijaitsee Genevenjärven rannalla; kaupungin takana yhdellä puolella näkyvät Jura-vuoret, ja toisella puolen kohoavat Alpit, joten maisemissa ei ollut valittamista. Ennen lentoamme teimme vielä pienen vaellusretken Ranskan puolelle Salève-vuorelle. Laaksossa oli sinä päivänä pilvistä, joten oli huikaisevaa nousta hiihtohissillä ja yhtäkkiä tupsahtaa pilvien yläpuolelle kirkkaaseen auringonpaisteeseen.

Kaiken kaikkiaan matka oli upea! Se ylitti odotukset kaikin puolin. Vähän puuduttavilta kuulostaneet luennot, joiden vähän pelkäsimme menevän ehkä pahasti yli ymmärryksen, osoittautuivatkin todella kiinnostaviksi ja yllättävän ymmärrettäviksi, ja tästä menee suuri kehu luennoitsijoillemme. Suosittelen matkaa kaikille, joita vähääkään kiinnostavat hiukkasfysiikka ja jättiläismäisen tutkimuskeskuksen ihmeet!

 

Teksti ja kuvat: Nanna Förster, 13A