Cern tiedeleiri

 

Lukuvuosi 2016-17

Seitsemän Espoonlahden lukion opiskelijaa osallistui marraskuussa 2016 Cern-tiedeleirille yhdessä Karjaan, Kaitaan ja Leppävaaran lukion opiskelijoiden kanssa. Alta löydät Rasmuksen kertomuksen matkasta ja muiden reissulaisten kommentteja.

 

Ti 8.11.2016

Tänään jouduin heräämään klo neljä. Ihme kyllä sain unta, enkä jännittänyt liikaa. Kone myöhästyi puoli tuntia, koska sää oli epäihanteellinen. Lentokoneen siiville suihkutettiin ajoneuvoilla ilmeisesti jäänestoainetta, minkä jälkeen kone vihdoin lähti ilmaan. Valitettavasti tein virheen, enkä ottanut koneeseen matkalukemista tai edes matematiikan kirjaa tai paperia, jotta olisin voinut harjoitella integroimista.

Saavuimme klo 10.40 Geneveen, joka oli kaunis kaupunki ensisilmäyksellä. Alpit olivat häkellyttävät, sinne haluaisin mielelläni kiivetä. Pääsimme suhteellisen pitkällä junalla lentokentältä viidessä minuutissa keskustaan, jonka lähellä hotellimme oli. Lopulta kun sain liikennelipun ja huonekortin klo 12, kävin syömässä eräänlaista wräppiä, jossa oli ranskalaisia ja lihaa ja joka oli suhteellisen edullinen. Sen jälkeen lähdimme cd-levykauppaan ja kiertelimme ostoskeskuksessa.

Klo 14.30 lähdimme ratikalla YK:hon, jossa näimme erilaisia konferenssikokoustiloja, joista suurimpaan mahtui tuhansia. Yllätyksenä tuli se, että tiloissa oli taiteellista näkemystä. Esimerkiksi katto oli eräässä tilassa muotoiltu erikoisesti ja värikkäästi. Lisäksi käytävillä oli paljon erilaista taidetta. Opimme myös YK:n symbolin merkityksestä ja esimerkiksi syyn, miksi sen pihalla on riikinkukkoja.

Klo 16.30 pääsimme pois sieltä entistä viisaampina. Koukkasimme Lidlin kautta ostaaksemme herkullisia hedelmiä, jotka toivat nautintoa rankan kävelyn ja seisoskelun jälkeen. Sitten lähdimme syömään thaimaalaista ruokaa, minkä jälkeen menimme kiertelemään kaupungille kävellen. Valitettavasti suunnistuksemme epäonnistui hieman, mutta näimme kuitenkin kaupunkia. Monen kuvanoton jälkeen marssimme takaisin hotellille jo ennen nukkumaanmenoaikaa eli yhdeksältä illalla. Tämä päivä oli kaunis kokemus, josta jäi hyvä mieli ja jälkimaku suuhun. Kokisin vastaavaa mielelläni uudestaan. Tällaisen päivän päätteeksi on ihana nukkua taivaallisen pehmeässä sängyssä.

9.11. Ke

Herätyshälytys tärisi klo 6.45 eli samaan aikaan kuten aina koulupäivänä sen merkiksi, että on aika jättää rakas unimaailma ja suuntautua kohti herkullista aamupalaa. Ruokaa oli kaikenlaista: leipää, kananmunia, leikkelettä, juustoa, muroja, hedelmäsalaattia ja niin edelleen. Yhtenä aamuna sai jopa lettuja.

Lähdimme CERNiin ratikalla klo 8 ja saavuttuamme perille tuli mieleen oletettavasti ensilumi. Opas kertoi meille englanniksi CERNin ensimmäisestä hiukkaskiihdyyttimestä ja sen energioista ja rakenteesta, mitä tuki animaatio, joka projektoitiin entisen hiukkaskiihdyttimen päälle. Sen jälkeen mielenkiintoinen suomalaispersoona, jolla on sekä fysiikan että taloustieteen koulutus, piti esitelmän, jonka sanoma oli fysiikan eri lakien perustelujen pohtiminen. Hänen innostuksensa oli tarttuva ja inspiroiva, ja hän oli hyvällä tavalla omanlaatuinen. Onneksi hän oli vaatimaton meitä kohtaan ja antoi kotitehtäväksi vain ratkaista kvanttikenttäteorian ja yleisen suhteellisuusteorian yhdistämisen. Ratkaisin ongelman jo ennen kuin kumpaakaan teoriaa keksittiin.
Klo 11.45 pääsimme nauttimaan herkullisesta ruoasta, joka oli monipuolinen pitsoineen, vartaineen ja salaatteineen. Valitettavasti en kuitenkaan löytänyt LHC:n tai ilmaisimen pienoismallia enkä muutakaan mielenkiintoista. Päätin sitten ostaa CERN-hupparin.
Klo 13.00 matka jatkui bussilla kohti CMS:n ilmaisinta. Opimme sen erilaisista turvallisuusjärjestelmistä ja mittausmenetelmistä, mikä oli tarpeeksi monimutkaisen kuuloista. Lopuksi kuulimme vielä CERNin laitteiden teknisistä haasteista ja näimme ison hallin, jossa tutkitaan esimerkiksi materiaalien ominaisuuksia erityisesti tutkimuslaitoksen laitteistoa varten. Päästyämme kello viisi pois lumi oli jo suruksemme sulaa ja palasimme hotellille ratikalla.

Klo 18.15 lähdimme kaupungille syömään kebabravintolaan, minkä jälkeen kiertelimme taas hieman kaupungilla ja ostimme “piparileipää” ja makeita maustepähkinöitä. Makuelämys oli erikoinen. Lisäksi motivaationi opetella ranskaa kohosi.

 

To 10.11.

Aamurutiini oli samanlainen kuin keskiviikkonakin: kouluherätys ja aamiainen, jonka jälkeen klo 7.40 lähdimme taas CERNiin.

Klo 9 meille pidettiin esitelmä hiukkasilmaisimista ja -kiihdyttimistä. Saimme niinkin helpon tehtävän kuin suunnitella hiukkaskiihdytin eli pohtia, mitä kaikkea se tarvitsee. Opimme syvällisemmin ilmaisimien rakenteesta, toiminnasta ja materiaaleista. Lisäksi saimme tietää oletuksista ja matematiikasta, joilla päätellään törmäyksissä syntyvien hiukkasten ominaisuuksia. Meille kerrottiin hadronien ja muiden hiukkasten hajoamisprosesseista, mikä oli kiehtovaa. Opimme myös tilastollisten menetelmien ja puolueettoman analyysin tärkeydestä. Loppua kohden saimme itse päätellä hiukkastörmäyskuvista, miksi hiukkasiksi heikon vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen Z-bosoni hajosi.

Yllätyksekseni CERNissä tutkitaan myös ilmakehän ilmiöitä, kuten aerosolien muodostumista keinotekoisessa ja hallitussa “pienoisilmakehässä”, johon ammutaan varattuja hiukkasia simuloimaan kosmisen säteilyn aiheuttamaa ionisaatiota ilmakehässä. Opimme hieman ilmastonmuutokseen tutkimisesta ja siitä, miten aerosolit vaikuttavat ilmakehään. Kävimme isossa hallissa, jossa oli CLOUD-tutkimus ja isoja betonitiiliä suojaamaan hiukkaskiihdyttimen säteilyltä.
Sitten klo 12 menimme syömään, ja söin parempaa pizzaa kuin mitä koskaan Suomessa.

Klo 13.30 meille piti esitelmän eräs persoonallinen suomalainen teoreettinen fyysikko, joka kertoi gravitaatioaalloista, säieteoriasta ja kosmologiasta ja siitä, miten hiukkasfysiikka ja universumin synty ovat yhteydessä. Lisäksi hän käsitteli teoreetikoiden tutkimusalueita ja erilaisia fysiikan kokeita. Hänen poliittiset vitsinsä olivat yllättäviä. Hänen puheensa oli hyvin ymmärrettävä ja innostava sekä hänen ehkä jopa jokseenkin lapsellinen intonsa oli ihailtavaa. Pidin paljon hänen helpoista esimerkeistä vertauksiksi ilmiöiden selittämisessä.

Sitten kävimme klo 15.15 S’Cool Lab -työpajassa, jossa saimme tehdä neljän hengen ryhmissä sumukammion, jonka avulla havaitsimme varauksisten hiukkasten törmäyksiä, jotka näkyivät ohuina ja paksuina “viivoina” kylmässä kaasussa, joka oli isopropanolia ja muistuttaa sumua. Työ oli niin riskialtista, että jouduimme käyttämään kylmähanskoja ja suojalaseja kuivajään eli kiinteän hiilidioksidin ja kumihanskoja isopropanolin käsittelyyn. Aiemmin opimme eri hiukkasten käyttäytymisestä, mistä  pystyimme päättelemään, mitkä viivat olivat mitäkin hiukkasia. Saimme myös tietää, että kaupallinen versio sumukammiosta, jossa on kymmeniä viivoja samanaikaisesti koko ajan – toisin kuin meidän tekemissämme, jossa oli ehkä korkeintaan muutama viiva näkyvissä kerralla – maksaa vain 20 000 euroa. Lopulta klo 17 lähdimme kohti hotellia.

Illalla kello 18 lähdimme taas kaupungille juna-aseman kauppakeskukseen, jossa kävimme eräässä matkamuistokaupassa, jossa oli sveitsivaatteita ja retkeilytarvikkeita sekä sveitsiläistä suklaata, jonka hinta oli korkea. Huomasimme kauppakeskuksessa kirkkaan vihreiisiin vaatteisiin pukeutuneita ihmisiä, jotka jakoivat ohikulkijoille lappuja ja ilmeisesti omenoita, mikä oli erikoista. Lisäksi kävimme vielä kauppakeskus Manorissa, jonka hintataso oli aivan liian tyyris, mutta oli silti ihan mielenkiintoista nähdä tuotteita. Näitä olivat esimerkiksi erilaiset lelut, kuten esimerkiksi Star Wars, kaukoputket, hajuvedet, vaatteet ja muut vastaavanlaiset, joista yksikin olisi todennäköisesti vähintään tyhjentänyt lompakkoni. En päättänyt siksi ostaa mitään. Kello 19 lähdimme syömään kiinalaiseen ravintolaan, jossa söin naudanlihanuudelia, joka oli herkullista. Lisäksi jaoimme keskenämme vielä jäätelöannokset.
Lopuksi kävimme vielä korukaupassa, josta en myöskään ostanut mitään. Lopulta palasimme hotellille kello 21.

Pe 11.11.

Aamurutiinimme oli erittäin vaikea arvata: sama kuten ennenkin. Lähdimme kello 7.35 CERNiin, jonne otimme laukut mukaan.

Klo 9 menimme CERNin tiedonkäsittelykeskukseen, jossa eräs suomalainen käsitteli sitä, miten tietoa käsitellään ja millainen laitteisto on. Hän kertoi, miten vaihe vaiheelta vain murto-osa kaikesta tiedosta tallennetaan ja se siirtyy ympäri maailman käsiteltäväksi ja analysoitavaksi. Lisäksi opimme, miten tietotekniikka on kehittynyt vuosikymmenien aikana, ja että internet syntyi CERNin vaatimusten takia. Esittelijä käytti liitutaulun kokoista ja vaikuttavan näköistä kosketusnäyttötietokonetta, jolla hän näytti kolmiulotteisia pohjapiirrustuksia esimerkiksi datakeskusrakennuksesta. Lisäksi hän hallitsi valoja tietokoneen avulla. Kun hän sulki tietokoneen, tapahtui jotain vaikuttavaa ja yllättävää, mikä selviää vain ja ainoastaan käymällä CERNissä. (en valitettavasti ole kaikkitietävä ja tiedä, tulevatko tulevat CERN-tiedeleirit käymään samassa paikassa, joten voin paljastaa tapahtuman jos lähetätte viestin osoitteeseen lhc@facts.buyourchoclate.ch)

Kello 10 meille pidettiin esitelmä englanniksi antimateriasta ja sen tutkimuksesta CERNissä. Opimme sen erikoisista ominaisuuksista tavalliseen materiaan eli aineeseen verrattuna ja sen tärkeydestä fysiikan yhden kehittyneimmän teorian, kvanttikenttäteorian, kannalta. Hän käsitteli erilaisia symmetriaoletuksia materian ja antimaterian välillä, joiden virheelliseksi osoittaminen vaikuttaisi fysiikkaa perustavanlaatuisesti. Kävimme antimaterialaboratoriossa, jossa näimme erilaisia magneetteja ja mittalaitteita ja jonka katossa oli massiivinen nosturi, jolla siirrettiin muun muassa betonipalkkeja ja nesteheliumsäiliöitä. Siellä opimme vielä lisää antimaterian tutkimuksen haasteista ja menetelmistä. Lopulta tulimme ulos suuresta hallilaboratoriosta, jonka ulkopuolella oli nestemäisen kaasun säilytyssäiliöitä, joista yhdestä lensi ulos suurella paineella kaasua, josta syntyi yllättävän kova ääni. Kaasu oli ilmesesti typpeä, joka haihtui heti ilmaan kuin vesihöyry. Korvani nauttivat tästä melusta.

Klo 12 menimme syömään toiseen CERNin ravintolaan. Tällä kertaa söin kuorrutettua kanaa perunalla ja vihanneksilla, mikä oli herkullista. Lisäksi ravintolasta näkyi hyvin Alpit, jotka olivat yhtä kauniit kuin ennen. Valitettavasti kuitenkin meille tuli kiire seuraavaan kohteeseen, Microcosmokseen, jossa oli perustietoa hiukkasfysiikasta ja CERNin laitteistosta. Ostin vielä yhden matkamuiston: kahvikupin, jossa on matemaattinen hiukkasfysiikan kaava. Sitten otimme  koulukohtaisesti ryhmästä kuvan ja sitten kaikista yhteiskuvan LHC:n kiihdytysputken mallikappaleen edessä, minkä jälkeen pidimme palautekeskustelun matkasta, ja söimme keksejä ja joimme erilaisia nestemäisiä virvokkeita (ei valitettavasti nestemäistä typpeä, happea tai heliumia (eikä varsinkaan alkoholia)).
Lopulta lähdimme lentokentälle bussilla klo 16, jonne saavuimme klo 16.30. Turvatarkastuksen jälkeen kävimme matkamuistokaupassa katselemassa muun muassa linkkuveitsiä, minkä jälkeen menimme vielä tax free -kauppaan ostamaan tuliaisiksi ainutlaatuista sveitsiläistä suklaata, johon meni 30 euroa, mutta sain sentään lähes kilon. Lento lähti lentokentältä kello 19, ja sen aikana kirjoitin tätä todistusaineistodokumenttia, jotta muutkin nuoret kiinnostuisivat ja innostuisivat nauttimaan mahdollisuudesta kokea CERN, fysiikan ihanuus sekä Sveitsi.
Lopulta klo 23 saavuimme takaisin Suomeen erinomaisin ja elävin muistoin. 9 minuuttia ennen lauantaita mietin, mitä kaikkea Sveitsissä tapahtui. Kokemus oli niin vahva, että uskon sen vaikuttaneen persoonaani. Ehkä nyt uskallan yhä enemmän olla oma itseni intohimojeni ja muidenkin luonteenpiirteideni puolesta.

Kommentteja matkasta kokonaisuutena

Ihmiset olivat kaikkialla vastaanottavia ja ystävällisiä. Olisi ehkä pitänyt yrittää enemmän löytää jokin “mahdollisimman sveitsiläinen” ruokapaikka, mutta monet paikat olivat kalliita, joten tyydyimme suhteellisen edullisiin vaihtoehtoihin. Sveitsiläinen kulttuuri on avoin ja mielenkiintoinen, ja haluaisin mielelläni käydä Sveitsissä uudestaan, mahdollisesti saksankielisellä alueella.
CERN jätti minuun pysyvän intohimoani fysiikkaa ja matematiikkaa kohtaan vahvistavan jäljen, jonka tulen muistamaan aina. Sain paljon uutta tietoa fysiikasta matkasta, mikä tukee fysiikan opintojani, mutta myös muunkinlaisen antoisuutensa takia koin kehittyneeni ihmisenä. Oli ihanaa ja hauskaa saada vastaanottaa työntekijöiden innokkuutta ja muuta positiivista energiaa intohimoaan kohtaan. Mielestäni matka sopii kenelle tahansa fysiikan opiskelijalle, koska se laajentaa omaa fysiikan näkökulmaa merkittävästi, vaikka luennoista ja muusta tiedonannosta ymmärtäisi vain pienen murto-osan.
Lisäksi CERNin kansainvälisyys on rohkaisevaa, ja se ilmaisee, että kaikkia tarvitaan kansallisuudesta riippumatta. Yhteishenki vaikutti todella positiiviselta ja kannustavalta. Voin kuvitella CERNissä työskentelyn olevan unelma-ammatti.

-Rasmus-

Kommentit matkasta:

Matka oli hieno kokemus ja opin paljon hiukkasfysiikasta, sekä syvensin myös muuten fysiikan tietämystäni. Sen lisäksi pääsimme tutustumaan Geneven upeaan kaupunkiin. Matkalla olisi voinut treenata ranskan kieltä, jos sitä olisi osannut. Olen erittäin iloinen päätöksestäni osallistua matkalle.

-Anni-

Reissu oli tosi kiva ja hyödyllinen. Etukäteisvalmistelut auttoivat ymmärtämään Cernissä käsiteltäviä asioita. Luennot oli paras asia Cernissä ja Helsingin yliopistolla, luennoitsijat tosi hyviä ja aiheet kiinnostavia. Sumukammion tekeminen oli myös tosi kiva.

-Jenni-

Cernin matka oli tosi opettava matka. Pääsin siellä näkemään miten hommat toimivat ja ihastelemaan fysiikan ihmeellistä maailmaa. Tutustuin matkalla moniin mukaviin ja hauskoihin ihmisiin. Menisin matkalle uudestaan jos se olisi mahdollista.

-Ken-

Matka opetti paljon, ei vain tieteestä vaan myös ulkomailla selviämisestä aivan uudessa paikassa. CERNissä oli todella mahtavaa nähdä, että mihin sitä opittua fysiikkaa nyt sovelletaan! Reissusta jäi erittäin hyvät muistot.

-Jenna-

Matka oli todella mukava ja mielenkiintoinen. Luennot ja vierailut olivat erittäin mieleenpainuvia, sekä luennoitsijat/oppaat alansa osaajia.

-Emil-

Matka oli mukava ja mielenkiintoinen. Cernissä käynti avasi todella paljon käsitystä fyysikon arjesta ja siitä kuinka fysiikan tutkimusta tehdään.

-Leo-

 

Jyllalaisilla Cern-tiedeleirin kassi täynnä kansainvälisisiä kokemuksia!

Jyllalaisilla kasseittain kansainvälisiä kokemuksia kotiintuomisina fysiikan Cern-tiedeleiriltä!

Laskentakeskuksessa

Laskentakeskuksessa

Cloud-asemalla ja sumukammiota rakentamassa

Cloud-asemalla ja sumukammiota rakentamassa

Microcosmoksessa, S'Cool LABissa ja hiukkasia metsästämässä

Microcosmoksessa, S’Cool LABissa ja hiukkasia metsästämässä

Jyllan opiskelijat tutustuivat Cernin ensimmäiseen hiukkaskiihdyttimeen vuodelta 1957 ja laskeutuivat CMS koeasemalle 90 m maanpinnan alapuolelle

Jyllan opiskelijat tutustuivat Geneven kaupunkikierroksella mm. United Nations Human Rights Counciliin ja St. Pierre katedraaliin.

Jyllan opiskelijat tutustuivat Compact Muon Solenoid hiukkasilmaisimeen.

Vierailu 3.11.2016 Kumpula Fysiikan laitos, ennakkovalmistautuminen Cern tiedeleirille

Olimme 3.11 vierailulla Helsingissä Kumpulan kampuksella, jossa valmistauduimme CERNin matkaan yleistiedoilla hiukkasfysiikasta sekä CERNin toiminnasta.

kuva1

Prof Mikko Voutilainen Hiukkasfysiikan kokeet -luento

Ensin kuulimme Professori Kari Rummukaisen luennon hiukkasfysiikan perusteista. Tärkeitä asioita olivat standardimalli ja perusvuorovaikutukset, joita ovat sähkömagneettinen vuorovaikutus (pitää atomit koossa ja kiinni toisissaan), vahva vuorovaikutus (yhdistää kvarkit toisiinsa) ja heikko vuorovaikutus (liittyy radioaktiivisuuteen). Standardimalli muodostaa nykyisen fysiikan perustan ja se pohjautuu perusvuorovaikutuksiin. Meille kerrottiin myös eri teorioista, joita CERNissä tutkitaan, kuten säie- ja supersymmetriateorioista, sekä Higgsin bosonista, jonka löytäminen oli CERNin tärkein tehtävä ja joka täydentää standardimallia merkittävästi. Oli mielenkiintoista kuulla, että hiukkasfysiikka ja kosmologia liittyvät hyvin läheisesti toisiinsa, vaikka toinen tutkii pieniä ja toinen suuria asioita.

kuva2

Standardimalli

Professori Mikko Voutilaisen luento koski CERNin yleistä toimintaa. Meille kerrottiin kiihdyttimien ja ilmaisimien toiminnasta. Hiukkaset kiihdytetään ensin lineaarikiihdyttimissä, sitten protonisynkrotronissa ja superprotonisynkrotronissa ja sitten varsinaisessa kiihdyttimessä eli LHC:ssä. LHC:n varrella on ilmaisimia ja koeasemia, jotka vastaanottavat ja analysoivat tietoa törmäyksistä. Ne voivat olla yleisessä käytössä tai erikoistuneita tietyn asian tutkimiseen. Ilmaisimissa on monia eri kerroksia, jotka kaikki vastaanottavat erilaisia hiukkasia. Esim. lähellä ilmaisimen keskustaa oleva elektromagneettinen kalorimetri tunnistaa elektronit ja kauempana keskustasta myoni-ilmaisin raskaammat ja siksi kauemmas menevät myonit.

kuva4

Ilmaisimen voi rakentaa itsekin tölkistä

Tämän jälkeen menimme ilmaisinlaboratorioon, jossa meille kerrottiin kaasuilmaisimien toiminnasta ja siitä, miten ne muistuttivat CERNin ilmaisimia. Kotitekoisen kaasuilmaisimen voi tehdä käyttämällä esim. oluttölkkiä.

kuva5

Ilmaisimella saatu säteilyn spektri

Käynti Kumpulassa oli mielenkiintoinen. Se tarjosi sekä hyödyllistä perustietoa CERNiin matkaavalle että edistynyttä tietoa asiaan enemmän perehtyneille.

Anni-Mari Niskanen 15F

 

Tiedeluento 20.9.2016. Kirkkonummi

Kvanttivärähtelyjen lapset; Kosminen inflaatio ja rakenteen synty

Osallistuimme Kirkkonummen Komeetta Ry:n järjestämälle luennolle joka liittyi osana CERN-tiedeleiriprojektiin valmistautumista. Luennoitsijana oli tunnettu Syksy Räsänen, suomalainen kosmologi, teoreettisen fysiikan dosentti ja kansalaisaktivisti.
Luennon aiheena oli “Kvanttivärähtelyjen lapset; Kosminen inflaatio ja rakenteen synty”. Aihe oli hyvin mielenkiintoinen ja Räsänen kertoi onnistuneesti vaikean asian ymmärrettävästi, siksi hänet tunnetaan myös ‘kansantajuisista kosmologiaa käsittelevistä kirjoituksistaan’.
Kosminen inflaatio-teoria on lyhyesti selitettynä alkuräjähdyksen jälkeisten murto-osa sekuntien valonnopeutta nopeampaa laajenemista tyhjiö-energian avulla. Kosminen taustasäteily on alkuplasmasta lähtenyttä lämpösäteilyä. Maailmankaikkeuden muututtua läpinäkyväksi atomien synnyn aikaan (380 000 vuotta alkuräjähdyksestä) säteily pääsi kulkemaan. Kun säteily vapautui etenemään vapaasti maailmankaikkeudessa, plasman lämpötila oli 3000 kelviniä (n. 2700 Celsius-astetta). Se oli silloin näkyvää punaista valoa. Nyt maailmankaikkeus on laajentunut 1000-kertaiseksi ja se on jäähtynyt, niin että sen lämpötila on nyt 3 Kelviniä (n. -270°C). Atomiytimet saivat ympärilleen elektroniverhon, jolloin niistä tuli atomeita, joista muodostui molekyylejä, joista tuli kaasua. Tiivistyminen johtui painovoimasta: siitä, että kaksi kappaletta, joilla on massaa, vetävät toisiaan puoleensa. Sama ilmiö aiheutti myös sen, että tähdet alkoivat heti syntymänsä jälkeen lähestyä toisiaan. Tästä kaikesta sitten myöhemmin kehittyi materia, eli tähdet, galaksit, sinä ja minä.
Luento oli kaiken kaikkiaan mukava ja selkeä. Oli mukava nähdä ketkä kaikki tulevat mukaan CERN-tiedeleiriprojektiin!

Jenna Lindqvist 15 F

 

Lukuvuosi 2014-15

Tervetuloa Espoonlahden lukion eli Jyllan Cern 2014-projektin sivuille. Esittelemme projektin tässä kronologisesti siten, että aloitamme viimeisimmästä tapahtumasta eli itse Sveitsin Cernin tiedeleiristä, johon osallistui yhteistyössä Jyllan, Kaitaan ja Leppävaaran lukioiden opiskeljoita Espoonlahden lukion matematiikan ja fysiikan lehtorin Miia Rönkkö-Variksen johdolla. Cernin raportin on päiväkirjamuodossa kirjoittanut Jyllan opiskelija Helena Sivula.

Matkapäiväkirjan ja Cern-kuvien jälkeen kerrotaan, mitä ennen leiriä tapahtui vuoden 2014 aikana osana leirille valmistautumista. Mennään aluksi suoraan tiedeleirille Helena Sivulan ja kuvien johdatuksella:

 

Day 1

25.11.2014

Aivan liian aikainen aamu, 4.30 herätys. Jo lentokoneessa huomasi, että päivällä tulee väsyttämään. Onneksi Cernin aivotoimintaa vaativat luennot alkoivat vasta seuraavana päivänä, joten pieni torkahtelu siellä täällä ei haitannut. Päivän tärkein tapahtuma oli vierailu tietotekniikan museoon ICT Discoveryyn. Siellä kuulimme maailman informaatio- ja kommunikaatioteknologian historiasta sekä ICT:n roolista viestintäteknologian standardoinnissa. Näimme siellä myös Nokian ensimmäisen matkapuhelimen (aikamoinen laatikko) ja pääsimme kokeilemaan NASAN avaruuspukua. Vierailu ei ollut matkan pointti eli ei väliä vaikkei kaikki kiinnostunutkaan vierailusta. Aikaa jäi Genevessä omatoimiseen kiertelyyn, sillä suunniteltu kaupunkikierros päätettiin siirtää toiseen päivään vähäisten yöunien takia. Jännittyneinä jäätiin odottelemaan mitä seuraava päivä tuo tullessaan…

 

Day 2

26.11.2014

Ensimmäinen Cern-päivä. Jänskää!

Ensin Riitta Rinta-Filppula kertoi vähän yleisfaktaa reissusta. Markus Nordberg, joka on fyysikkona Cernissä, piti matkan ensimmäisen luennon, joka oli Cernin yleisesittelyä. Tosi mahtava persoona ja hauska luennoitsija, pakko myöntää! Oikein mukava ja kevyt aloitus tiederetkelle. Parhaiten luennosta jäi käteen eri kaavojen pyörittely ja se, missä mennään tutkimuksissa. Yksi asia, jota hän painotti oli muistaa luvut 10^-12 ja 10^-43. Ne ovat sekunnin murto-osia alkuräjähdyksestä, ensimmäinen mihin ollaan päästy ja jälkimmäinen se, mihin voidaan päästä. On muuten pieniä lukuja.

Ennen lounasta kävimme myös Microcosmoksessa, joka on vissiin turisteille ja koululaisille tarkoitettu paikka. Nothing special.

Lounaan jälkeen oli Atlas-vierailun vuoro. Vaikea kuvailla koko paikkaa muuten kuin sanomalla, että hieno! Opastuksen piti Harri Toivonen, joka tuntui tietävän laitteesta kaiken. Hyvä niin, koska niin vaikuttavasta laitteesta oli niin paljon kysyttävää. Sen rinnalla tuli aika pieni olo. Uskomatonta myös ajatella, että joku on suunnitellut ja rakentanut sen. Sellainen johtojen sekamelska että… Voitteko kuvitella, että ilmaisimien kameroiden tarkkuudella voidaan erottaa hiekan jyvänen Jupiterissa.

Päivän toisen luennon piti Aleksi Kurkela aiheesta “Universumi liitutaululla – teoreetikon näkökulma hiukkasfysiikkaan”. Taas, mahtava luennoitsija! Mistä niin fiksuja, mutta silti niin sosiaalisesti taitavia ihmisiä edes löytää? Riitalle iso kiitos, kun sai heidät paikalle. Luento oli erittäin mielenkiintoinen, vaikka aika korkealentoinen silloin tällöin. Sen aikana ei todellakaan ollut vaaraa nukahtamisesta.  BTW, tosi monella cerniläisellä tuntuu olevan sama läppä Nobel-palkinnosta, eli jos tajuaa jotain mullistavaa, täytyy käydä heidän luonaan juttelemassa, jonka jälkeen otetaan yhteyttä Kalle-Kustaaseen ja varataan matka Tukholmaan. Taitaa olla heille aika iso juttu. Asia, joka jäi luennosta mieleen, oli isotrooppisuus, eli se, että avaruus on kaikkialla samanlainen, kuten saman lämpöinen. Ongelma siinä on se, että eri puolet eivät ole koskaan kohdanneet, joten miten ne tietävät olla identtiset? Siinä riitti pohtimista.

Illalla Team Jylla meni vanhan kaupungin kierrokselle ihmettelemään Geneven ehkä snobeinta aluetta. Oli muuten sen verran pimeää, ettei mitään nähty, mutta olihan se silti mukavaa tallustella ympäriinsä. Ehkäpä kaupunkikierros olisikin pitänyt tehdä edellisenä päivänä valoisaan aikaan…

 

Cernin tiedeleirin tunnelmia marraskuulta 2014

 

Day 3

27.11.2014

Päivä alkoi heti luennolla “Hiukkaskiihdyttimet/ilmaisimet ja hiukkasfysiikan tulevaisuuden haasteita”, jonka piti Katri Lassila-Perini. Olisipa koulun jokainen tunti yhtä kiinnostava! Aihe oli muita luentoja opettavampi ja vähemmän pohtiva, ja siitä on varmasti apua ylppäreihin, jos sopiva tehtävä osuu kohdalle. Tuli kieltämättä fiksu olo luennon jälkeen!

Lounaan jälkeen tutustuttiin Cloud-kokeeseen Antti Onnelan johdolla. Ilmastoasiat ovat nykyään kuuma puheenaihe, joten aidon fysikaalisen faktan kuuleminen oli kivaa vaihtelua. Luennosta olisi voinut ehkä saada enemmän irti, jos rakennuksen remontointi/purkutyöt olisi tehty joku muu hetki. Koko huone tärisi ja kauhea meteli koko ajan, mutta minkäs sille voi. Vierailimme myös koeasemalla, mutta emme päässeet näkemään laitetta käynnissä olleiden kokeiden takia, mikä jäi vähän harmittamaan.

Pienen tauon jälkeen oli taas seuraava luento, joka oli itse asiassa matkan ensimmäinen englanninkielinen luento. Sen piti tanskalainen Jakob Esberg ja sen aiheena oli “Mitä LHC:n jälkeen? CLIC-projektiin tutustuminen” eli tulevaisuuden pohdiskelua. Cernissä on jo nyt maailman isoin syklotroni eli ympyränmuotoinen hiukkaskiihdytin, mutta nyt siellä suunnitellaan 50 km pitkää lineaarikiihdytintä, joka siis on suora. 50 km on niin pitkä matka, että kiihdytintä rakentaessa pitää ottaa huomioon maapallon kaareutuminen! Rakennusprojektin aloittamista saattaa vaikeuttaa se, että laite maksaa sievät 8 miljardia euroa. Sen etuna taas on se, että hiukkaset kulkevat suoraviivaisesti, joten niistä ei synny synkrotronisäteilyä, jolloin laitteessa käytetty energia voi olla paljon suurempi kuin syklotroneissa, joka johtaa mahdollisesti uusiin tuloksiin kokeissa. Pääsimme myös tutkimaan laitteen pienoismallia ja palasia, joista se tulisi koostumaan.

 

Cernin tiedeleirin tunnelmia marraskuulta 2014

Day 4

28.11.2014

Aamu alkoi heti mukavalla yllätyksellä, nimittäin vanha jyllalainen Joni Hahkala tutustutti meidät Cernin tietojenkäsittelyyn. Näköjään meilläkin on tulevaisuus! Joni kertoi älyttömästä tietomäärästä, jonka tutkimuslaitteet keräävät. Esimerkiksi LHC:n jokainen törmäys tutkitaan ja mielenkiintoisuuden perusteella joko poistetaan tai tallennetaan seuraavia suodattimia varten. Laitteiden keräämää tietoa on aivan käsittämättömän paljon ja vain miljoonasosa(?) siitä tallennetaan lopullisesti. Koko ajan yritetään luoda tehokkaampia tallennuslaitteita, jolloin enemmän tietoa pystyttäisiin säilyttämään.

Päivä jatkui heti seuraavalla luennolla, joka oli toisen tanskalaisen pitämä ja myöskin englanniksi. Aiheena oli antimateria ja luennoitsija oli Lars V. Jorgensen. Hyvin erilaisia nuo tanskalaiset, nimittäin pituuseroakin varmaan puoli metriä! Luento oli omasta mielestäni ehkä reissun mielenkiintoisin ja opin paljon uutta antimateriasta ja sen mahdollisista sovelluksista. Onneksi Enkelit ja Demonit -elokuvassa ollut pommi on käytännössä mahdoton rakentaa. Luennon jälkeen pääsimme koeasemalle, joissa käsitellään antihiukkasia. Monimutkaista touhua, ja paikkakin oli sen mukainen. Joissain putkissa käytetään kultaa ja jalokiviä – ihan kuin ei muutenkin olisi riittävän kallista touhua!

Viimeinen päivä päätettiin Riitan pitämään keskusteluun Cernin koulutusohjelmista, yhteenvedosta vierailusta ja palautteesta. Paikalle pöllähti myös entinen Leppävaaran ylioppilas, joka vastaili viimeisiin kysymyksiin ennen jäähyväisiä. Niin mahtava paikka, että hinku päästä sinne uudelleen on kova.

 

Kaiken kaikkiaan matka oli erittäin onnistunut ja opetti paljon enemmän kuin olisin voinut kuvitellakaan. Cern ei vaikuta ihan mahdottomalta työpaikalta joskus kaukaisessa tulevaisuudessa, mutta ainakin hiukkasfysiikka alkoi kiinnostaa entistä enemmän ja sen parissa olisi mukava puuhastella, ainakin opiskeluaikoina. Ei se Genevekään hintatasoa lukuun ottamatta ollut yhtään hassumpi paikka! Suosittelen lämpimästi matkaa kaikille kiinnostuneille. Siitä on paljon hyötyä fysiikan opiskeluun ja on kokemuksena ainutlaatuinen! Helena kiittää ja kumartaa

 

Lukiomme on kielipainotteinen ja kielenoppimista kehitetään mm. kansainvälistymisellä.  Marraskuussa 2014 Espoonlahden lukion 7 opiskelijaa osallistuu Cernin tiedeleirille yhdessä Leppävaaran ja Kaitaan lukion opiskelijoiden kanssa. Maailman suurin hiukkasfysiikan tutkimuskeskus sijaitsee Sveitsin Genevessä Ranskan rajan tuntumassa. Tähän matemaattis-luonnontieteelliseen projektiin liittyvä kansainvälinen yhteistyö antaa osaltaan merkityksen vieraiden kielien oppimiselle ja vahvistaa kielien hallitsemista.

Meneillään olevalla Cern-kurssilla opetetaan hiukkasfysiikan perusteita (hiukkaskiihdyttimet, ydinreaktiot, atomimallit ym.). Kurssin tavoitteena on, että opiskelijat saavat mahdollisimman kattavan perusaineiston, jotta he saisivat vierailusta Cernissä mahdollisimman paljon hyödyllistä tietoa ja innostuisivat jatkamaan opintoja hiukkasfysiikan parissa. Cern-kurssin oleellisin osa on Cernissä marraskuussa pidettävä tiedeleiri. Tiedeleirillä on luentoja Cernin toiminnasta, tulevaisuuden tärkeimmistä tutkimustavoitteista, hiukkasfysiikasta ja ilmastotutkimuksesta sekä vierailuja koeasemille. Leirin ohjelma avartaa opiskelijoiden näkemyksiä siitä, mihin hiukkasfysiikkaa, fysiikkaa ja luonnontieteellistä tutkimusta nykyään tarvitaan.

 

TAPAHTUI ENNEN LEIRIÄ:

ENNAKKOVALMISTAUTUMINEN

Tiedeleirille osallistuvien opiskelijoiden kanssa olimme päiväretkellä keväällä 2014 Helsingin yliopiston Hiukkasfysiikan laitoksella, jossa pääsimme tutustumaan etukäteen hiukkasfysiikkaan.

Aluksi Professori Katri Huitu luennoi meille kattavasti hiukkasfysiikan perusteista eli mitä atomit ovat ja mistä ne koostuvat sekä niiden ominaisuuksista. Toisen luennon piti meille tutkijatohtori Mikko Voutilainen aiheesta hiukkasfysiikan kokeet Cernissä. Luennoitsija kertoi hänen työstään Cernissä sekä kävi läpi hiukkaskiihdyttimien tarkan toimintaperiaatteen. Saimme esittää luennoitsijoille kysymyksiä luennon aikana ja sen päätyttyä meitä askarruttavista aiheista. Mieleenpainuvin asia oli kun luennoitsija kertoi maailmankaikkeuden erihetkistä ja niihin liittyvistä hiukkasista. Luennot olivat kaiken kaikkiaan hyvin kiinnostavia, vaikka suurin osa luennon aiheista olikin meille uutta asiaa.

Pääsimme myös tutustumaan yliopiston omaan kiihdytinlaboratorioon. Fysiikan laitoksen jatko-opiskelija kertoi meille aluksi kiihdyttimien toiminnasta, jonka jälkeen itse kierros laboratoriossa alkoi. Hiukkaskiihdytintä käytetään ionisuihkujen tuottamiseen ja kiihdyttimiä tarvitaan materiaalien ominaisuuksien tutkimisessa sekä lääketieteen sovellusten hyödyntämisessä. Kierroksen aikana tutustuimme mm.  EGP 10-II –tandemkiihdyttimeen, joka on  noin parikymmentä metriä korkea ja muodoltaan tornimainen sekä Van de Graaf –kiihdyttimeen.

Tiedeleirille osallistuvia Espoonlahden lukion opiskelijoita tutustumassa Helsingin Yliopiston kiihdytinlaboratorioon toukokuussa 2014.

EGP 10-II –tandemkiihdytin

Van de Graaf –kiihdytin