Sumukammion rakentamista Cernissä

Vuoden 2024 kevätlukukaudella se varmistui. Porin lukio pääsi CERN-tiedeleirille. Kuulemani perusteella pääsyä tosin helpotti se, että teknisesti ottaen Porin lukio ei koskaan aikaisemmin ole ollut kyseisellä leirillä. Nykyisen lukion edeltäjiä ei huomioitu valinnassa. Lukiosta matkaan lähtivät opettajat Sanna Hohkuri ja Mika Koivu sekä 22 onnekasta opiskelijaa, minä mukaan lukien. 

Ennen matkaa oli työtä ja jännitystä 

Hakemuksia opintojaksolle tehtiin noin 60. Sisäänpääsylle oli tarkat kriteerit: Abiturienteilla fysiikan arvosanojen keskiarvo oli oltava vähintään 7 ja opintojaksot 1-7 piti oli suoritettuna. Toisen vuoden opiskelijoilla arvosanaraja oli 7,5 ja vaaditut opintojaksot olivat 1-4. Kahden opettajan lisäksi paikkoja oli 22, joten viimeinen valintakierros toteutettiin arvonnalla. Kuusi 22 osallistujasta oli toisen vuoden opiskelijoita. Osallistujista 13 oli luonnontiedelinjalla. 

Opintojaksoon kuului muutakin kuin viikonpituinen matka Keski-Eurooppaan. Cern-ryhmällä oli yhteensä viisi tapaamista koulussa ja hiukkasfysiikan seminaari Jyväskylässä. Suurin osa tapaamisista koululla oli noin tunnin mittaisia. Niissä kirjoitettiin slideshow-esitelmiä ja tutustuttiin Cerniin. Vierailimme myös yrityksissä Luvata Pori Oy:n Suprajohteet ja Neorem Magnets Oy. Kiitos molemmille, pidimme vierailuista todella paljon.  

Valmistauduimme Cern-matkaan tutustumalla eri aihepiireihin pääsääntöisesti pareittain. Jokainen pari teki esitelmän aihepiiristään. 3.10. oli pitkä ilta, jonka aloitti Juha Kuuri kertomalla ryhmälle omasta työkomennuksestaan Cernissä. Kiitämme sinua vielä kerran. Esityksesi oli hyvä pohjustus illalle, sillä kaikkien parien esitelmät käytiin samana iltana läpi. Ilta venyi pitkäksi. Koulumatkat mukaan lukien kyseessä oli 12-tuntinen koulupäivä. 

Osallistujien vanhemmat tekivät myös taustatyötä. He keräsivät sponsoreita matkalle ja auttoivat rahoittamaan sen. Kiitos yrityksille Aurubis Finland Oy, Rasmer Oy, Cimcorp Oy ja Porin Seudun Automaatioseura ry matkamme sponsoroinnista. Tukenne oli kulmakivi matkaamme varten. 

Maanantaiaamuna lähdimme etelään 

Kello oli varttia vaille yhdeksän syyslomaa edeltävän viikon maanantaina. Linja-auton kyydissä olivat kaikki ryhmämme jäsenet, tavaramme ja koululta saatu eväslaatikko. Koulun eväät söimme matkalla Helsinkiin. Muutaman tunnin ja lyhyen ABC-pysähdyksen jälkeen saavuimme Helsinki-Vantaan lentokentälle. Saimme lentolippumme ja jätimme matkalaukkumme lähtöselvitysautomaatilla lentoyhtiöiden huomaan.  

Odotimme porttien avautumista lentokentällä pari tuntia kukin tavallaan. Minä pelasin pienessä ryhmässä The Great Dalmuti -korttipeliä. Näin osan istumassa ravintolassa opettajien kanssa. Alkoholijuomien juominen oli tietysti kiellettyä, kuten kaikkien päihteiden käyttäminen yleensäkin. Lentokone saapui myös ennen pitkää. Lento Sveitsiin Geneven lentokentälle sujui rauhallisesti ja suuremmitta ongelmitta. 

Lentokentällä haimme laukkumme ja matkustimme tilauslinja-autolla hostellille. Hostellin huonejako oli suunniteltu etukäteen Porissa. Nukuimme neljän ja viiden hengen huoneissa. Koska kyseessä oli hostelli, piti meidän asiakkaina laittaa petivaatteet sängyillemme. Maanantai-iltana kävimme vielä pienessä läheisessä ruokakaupassa, söimme iltapalaa ja teimme iltatoimet. 

Tiistaina kävimme Ranskassa 

Aamupalan ja varusteiden pakkaamisen jälkeen jo tutuksi tullut linja-auto vei meidät Chamonix’hin. Matkan kuljimme vuoristoteitä pitkin ja ohitimme paljon suurenmoisia vuorenhuippuja. Vuoristoreittien kauneutta ei voi sanoin kuvailla. Chamonix’ssa nousimme köysiratahissillä yli 3800 metrin korkeuteen Aiguille du Midin huipulle rakennettuun vierailukeskukseen. 

Koska kyseessä oli fysiikan opintojakso, päätimme tehdä muutaman kokeen vesipulloilla. Korkeammalla ilmanpaine on pienempi kuin maan tasolla. Teimme kokeet pulloille molempiin suuntiin. Aluksi tasasin pullon paineen alhaalla. Kun hän avasi pullon korkin ylhäällä, pullon sisällä vallinnut korkeapaine tasaantui ja pullosta purkautui vettä. Ylhäällä useita pulloja tasattiin matalaan ilmanpaineeseen. Alas saavuttuamme nämä pullot olivat puristuneet kasaan. 

Chamonix’n ja herkullisten kroissanttien jälkeen matkustimme Annecyyn. Annecyssa vietimme monta tuntia vapaa-aikaa. Keskityimme nähtävyyksiin, shoppailuun ja syömiseen. Vanha kaupunki on todella hieno. Osa tosin valitti, etteivät kaikki kaupat olleet auki.  

Keskiviikkona alkoi Cernin ohjelma 

Hostellin aamupalan ja lyhyen ratikkamatkan jälkeen olimme Cernin B-portilla. Meille annettiin kaulaan laitettavat vierailijapassit, joiden kanssa pääsimme Cernin alueelle. Kävelimme suoraan ensimmäiselle luennolle. Siinä käsiteltiin Cernin ensimmäistä hiukkaskiihdytintä. Luento pidettiin isossa hallissa kyseisen kiihdyttimen vieressä. Meille esiteltiin hiukkaskiihdyttimen perusteita, kuten syklotronin toimintaa. 

Seuraavaksi kuljimme läheiseen neuvottelutilaan, jossa käytiin vierailun toinen esitys. Esityksen nimi oli CERNin yleisesittely, joka kuvaa sen sisältöä hyvin. Esityksessä käsiteltiin Cernin historiaa ja toimintaa. Esityksen pääteemana oli LHC (Large Hadron Collider) eli maailman suurin hiukkaskiihdytin ja Cernin tutkimuksen tärkein työkalu. Sillä tutkitaan esimerkiksi maailmankaikkeuden historiaa ja standardimallin hiukkasia, kuten Higgsin bosonia. 

Lounastimme Cernin ruokalassa R1. Lounaan jälkeen kävimme vielä Science Gateway -näyttelyssä. Näyttely käsittelee Cerniä, ja se on toteutettu Heureka-tyylillä. Meille oli Science Gatewayssä varattu työpaja, jossa me rakensimme ryhmittäin alkeellisen sumukammion. Rakentamamme sumukammio on laatikko, jossa näkyy “tapahtumia” eli eri säteilyhiukkasten ratoja kaasussa. Hämärässä valossa sumukammion sisällä oleva kaasu näytti lumisateelta. 

Torstaina vierailimme ALICE-koeasemalla 

LHC:llä on neljä koetta eli hiukkasilmaisinta, jotka keräävät järjettömän määrän dataa törmäytyksistä. Tärkeimmät kokeet ovat ATLAS ja CMS. Ne ovat yleismittausasemat, jotka ovat erikoistuneet kevyisiin ytimiin. ALICE on erikoistunut raskaiden ydinten törmäytyksiin. Viimeinen koe on LHCb, joka erikoistuu pohjakvarkkien havaitsemiseen. Kaikki koeasemat toimivat eri periaatteilla, jotta saadut tulokset eivät johtuisi mittausteknisestä virheestä. 

Kun saavuimme Cernin alueelle, meillä oli laaja tunnin luento ALICEsta (A Large Ion Collider Experiment). Luennon jälkeen nousimme linja-autoon, joka vei meidät Ranskan puolelle rajaa ALICEn koeasemalle. Asemalla meille esiteltiin ALICEn hallintahuone ja tarkasti ALICEn rakenne sekä sen toimintaperiaate. Alas itse ilmaisimelle sadan metrin syvyyteen emme valitettavasti päässeet, koska silloin LHC:ta valmisteltiin törmäytyksiä varten. 

Iltapäivän luento käsitteli Higgsin hiukkasta ja sitä, miten se löydettiin kokeellisesti. Cern-osuuden jälkeen matkustimme julkisen liikenteen linja-autolla Val Thoiryn ostoskeskukseen. Hintataso oli kauppakeskuksessa ja muissa alueella olevissa kaupoissa matala. Lisäksi kuulemani perusteella yhdessä kauppakeskuksen leipomossa myytiin matkan herkullisimpia leivonnaisia. 

Perjantai oli viimeinen päivämme Cernissä 

Ohjelma alkoi vierailulla Cernin DataCenteriin. Todella mielenkiintoisen esityksen jälkeen luennoitsija avasi huipputekniset verhot ja näytti meille Cernin suuren tietokonesalin. Salin tietokoneet ja serverit ovat osa kansainvälistä Grid-verkkoa, jossa Cernin tuottamaa dataa jaetaan, tallennetaan ja jatkokäsitellään. Vain murto-osa hiukkaskiihdyttimen tuottamasta datasta otetaan talteen käytettäväksi. 

DataCenteristä päästyämme istuimme pohjustavalla antimaterialuennolla, minkä jälkeen kävelimme antimaterian koeasemalle. Koeasemalla on Cernin muista hiukkaskiihdyttimistä poiketen ainutlaatuinen hiukkashidastin. Tutkimuksessa käytettävät hiukkaset tulevat jollain prosenttiosuudella valonnopeudesta, jolloin niitä pitää hidastaa huimasti, jotta ne voidaan vangita keinotekoiseen tyhjiöön. 

Esittelijän mukaan se energiamäärä, joka on ollut kaikessa antimateriassa viimeisen viiden vuoden aikana, vastaa tomaatin nostamista metrin korkeuteen. Hän lisäsi vielä, ettei Vatikaanin räjäyttäminen ole reaalista nykyisillä antimaterian määrillä.  

Toiseksi viimeinen luento käsitteli ilmatieteen tutkimusta Cernissä ja aerosolien tuntematonta vaikutusta ilmastonmuutoksessa. Viimeisen luennon sijaan kertasimme luennoitsijan kanssa menneissä luennoissa käytyjä asioita ja kyselimme tarkentavia kysymyksiä. Illan vietimme yhteisesti hostellilla pelaten korttipelejä. 

Lauantaina seikkailimme Genevessä 

Viimeisenä aamuna saimme nukkua jopa pari tuntia kauemmin. Pakkasimme tavaramme paluumatkaa varten. Cern oli tehnyt aarteenetsintäradan, jonka suorittamiseen oli varattu viisi tuntia. Kutsuimme saamaamme paperia “kartaksi”, vaikka sen vihjeet olivat englanninkielisiä kuvauksia eri maastokohteista ja muista merkeistä matkalla. “Kartalla” oli 25 kysymystä, joiden vastaukset löytyivät radalta. 

Reitti vei meidät vanhan arkkitehtuurin pariin. Reittimme kulki halki Geneven, mikä sisältää esimerkiksi Geneven yliopistoa ympäröivän puiston, Broken Chairin ja useamman museon. Viisi tuntia riitti hyvin reitin kävelemiseen, kun huomioidaan ruokailu kesken matkan. Kuljin lähes koko reitin läpi paitsi viimeistä kohdetta, sillä vihje neuvoi vain etsimään kohdetta vanhasta kaupungista. Vaikeutta lisäsi se, että hotellin ulkopuolella ei ollut saatavilla nettiyhteyttä. 

Aarteenetsinnän jälkeen kokoonnuimme hotellilla, nostimme tavaramme linja-autoon ja lähdimme Geneven lentokentälle. Laskeuduimme hieman ennen keskiyötä Suomeen. Porissa olimme puoli kolmelta aamuyöllä. Onneksi seuraavalla viikolla oli syysloma, jonka aikana kukin ehti korjata unirytminsä. Matka oli mielestäni todella onnistunut. Suosittelen sellaista kaikille kiinnostuneille, jos samanlainen mahdollisuus tarjoutuu joskus omalle kohdalle. 

Teksti: Elmo Tuominen

Ryhmäkuva vuoristossa: tuntematon herrasmies
Kuva hiukkashidastimesta: Elmo Tuominen  
Kuva pilvisestä Mont Blancista: Hubert Pachucki