Katso lisäkuvat

Lukiolaiset tiedematkailemassa CERNissä

Marraskuun lopussa koitti kauan odotettu matkamme Geneveen. Mieli avoinna ja juuri opiskellut hiukkasfysiikan tiedot päässämme lähdimme matkaan..

24. marraskuuta lähdimme Perhon, Kaustisen sekä Vetelin lukioiden fysiikan ryhmien kanssa matkustamaan kohti Geneveä tarkoituksenamme tutustua tarkemmin CERNiin. CERN on Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus ja se tutkii maailmankaikkeuden rakennuspalikoita (eli atomeita, atomiytimiä ja niitä pienempiä alkeishiukkasia) sekä voimia, jotka pitävät kaiken koossa. CERN rakentuu sadoista rakennuksista (jotka muuten vievät valtavan pinta-alan!) ja hassua sinänsä- osa CERNistä sijaitsee Sveitsin ja osa Ranskan puolella. CERNissä on n. 2500 vakituista työntekijää ja vuosittain siellä vierailee lähes 7000 tutkijaa. Euroopan maista 20 on tämän organisaation jäsenmaita, Suomi liittyi mukaan vuonna 1991. Suomen osallistumisen CERNin projekteihin hoitaa fysiikan tutkimuslaitos HIP. Näin pienen ihmisen silmistä CERN tuntui pieneltä kaupungilta, onhan sillä oma palokuntakin..

Mutta mutta, tänne fysiikan ihmemaahan pääsimme tutustumaan! Koordinaattorinamme CERNin päässä toimi Riitta Rinta-Filppula. Rinta-Filppula lähti aikoinaan CERNiin "vain yhdeksi vuodeksi", mutta toistakymmentä vuotta siellä työskenneltyään hän taitaa olla jo melko juurtunut paikkaan. Rinta-Filppula toimii CERNissä projektipäällikkönä alueverkostossa, joka mahdollistaa suomalaisten koulujen tutustumisretkiä CERNiin.

Ensimmäinen varsinainen CERN-päivämme oli keskiviikko 25.11. Aivan ensimmäiseksi pääsimme käymään ATLAS-koeaseman kontrollihuoneessa innostavan ensimmäisen luennoitsijamme Markus Nordbergin johdolla.  Myöhemmin Markus piti meille myös yleiskuvan hiukkasfysiikasta, jonka kautta tulivat selväksi niin energiaplösöt, mittaustarkkuudet (10^-12 -> 10^-34 eli äärettömän tarkkaa), Higgsin hiukkanen kuin oletettu fysiikan perusasia energian säilymislaki, mikä onkin hieman huvittavaa, sillä jos energian säilymislaki (eli potentiaalienergia+liike-energia alussa=potentiaalienergia+liike-energia lopussa) ei pidäkään paikkaansa, joutuu koko fysiikka täydellisiin muutoksen tuuliin. Rinta-Filppula piti meille Nordbergin luennon jälkeen tavoitetuokion, jonka jälkeen siirryimme erittäin persoonallisen Syksy Räsäsen luennolle, joka käsitteli kosmologiaa ja aineen standardimallia (eli sitä mistä kaikki rakentuu; perushiukkasista kvarkeista ja leptoneista sekä perusvuorovaikutuksista). Syksy selitti asiat perinpohjaisesti alkuräjähdyksestä lähtien edeten standardimalliin ja viimein kosmologiaan. Viimeisen päivän kruunasi mikrokosmos eli CERNiin rakennettu hiukkasfysiikan tiedepolku, joka sopii muuten myös pienille lapsille selkeytensä ja hauskuutensa vuoksi.

Toinen päivämme alkoi Mikko Voutilaisen luennolla hiukkaskiihdyttimistä- ja ilmaisimista. Saimme Mikon välityksellä tutustua tarkemmin erilaisten kiihdyttimien (lineaarinen, syklotroni ja ympyrä) rakenneosiin ja toimintaan. Mikon luennon jälkeen siirryimme kuuntelemaan Risto Nousiaisen luentoa Clickistä, CERNin tulevasta projektista. Mikko myös selitti syitä tietynlaisen rakenteen takana. Toisen melko luentopainotteisen päivämme lopuksi vierailimme YK:ssa, jossa päädyimme selittämään oppaallemme ihmisen syntymisen Kalevalan mukaan tähän liittyvän taulun innoittamina. Oppaamme iloitsi tietojensa lisääntymisestä, japanilaiset kun ovat kuulemma innokkaita kuulemaan tästä suomalaisesta tarinasta enemmänkin ja tähän asti oppaamme oli vain joutunut sanomaan ”well..  Humans were born from a bird's eggs..”.

Viimeinen CERN-päivämme alkoi luennolla tietokoneista, mikä aiheutti tuskansekaisia reaktioita tytöissä ja riemunhuutoja pojissa.. Saimme kurkata CERNin tietokonehuoneeseen, siellä niitä valtavia laatikoita pönötti vieri vieressä huristen ja humisten. Happonen kertoi myös mm LHC:stä tulevan datan prosessoimisesta. Tuskaisen vaikean aamun jälkeen saimme hieman helpompaa asiaa pureskeltavaksi Niels Madsenin antimaterialuennon merkeissä. Madsen sekä teorisoi antimateriasta että esitteli  tutkimustaan. Hän kertoi antivedyn valmistamisesta, vastasi kysymykseen mitä antimateria on sekä valotti CPT-symmetriaa. CPT-symmetrian mukaan jokainen luonnonlakion mukainen ilmiö on mahdollinen myös peilikuvallisena eli kaikki ilmiöön osallistuvat hiukkasen korvataan niiden antihiukkasilla ja ilmiö tapahtuu ajallisesti takaperin. Käytännössä CPT-symmetria tarkoittaa, että jos hiukkasen varaus vaihdetaan vastakkaismerkkiseksi, avaruuden koordinaatit muutetaan peilikuviksi ja ajan suunta muutetaan, tilanne on ulkoapäin tarkasteltuna sama kuin alkuperäinen tilanne.  Viimeisen luentomme piti Markku Pimiä. Hän luennoi CMS:n suunnittelusta, rakennuksesta, myonikammioista ja vaurioista. Viimeisen CERN-päivämme lopuksi kävimme palautekeskustelun Rinta-Filppulan kanssa sekä joimme suomalaisittain kahvit (tai teet kun meitä luonnonoikkusuomalaisiakin löytyy).

Reissumme kunnollisen vapaapäivän käytimme kiertelyyn ja tietysti ne pakolliset shoppailutkin tuli hoitaa, kävimme mm. tutustumassa Geneven suurimpaan kirpputoriin nähtävyysmielessä. Ilmat olivat koko reissun ajan erittäin lämpimät vuodenaikaan nähden, hupparilla pärjäsi paremmin kuin hyvin joten Suomen päässä tarvittu villakangastakki oli turhan lämpimä Geneveen. CERNistä matkaan tarttui matkamuistojen lisäksi paljon lisätietoa, mutta myös monia ihmetyksen aiheita. Suuruusluokat (teravolteista miinuspotensseihen) sekä tutkimusasemien kuten myös itse CERnin valtavat koot saivat jopa opettajat hiljaisiksi. Mutta kaiken kaikkiaan CERNissä käynti oli mieletön kokemus, onneksemme suomalaisilla lukiolaisilla on näin hyvä mahdollisuus päästä tutustumaan tuohon fysiikan ihmemaahan. Eikä tietenkään sovi unohtaa osaavia fyysikoita CERNin päässä, jotka kaiken lisäksi vielä ovat innokkaita luennoimaan vierailijoille!