CERN

Onnea WWW! CERN juhlii 30-vuotiasta webbiä (video)

Tänään 12. maaliskuuta pidettiin aamupäivällä Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNissä kiinnostava tilaisuus: CERNissä kehitetty World Wide Web täytti 30 vuotta. Juhlaseminaarissa muisteltiin vanhoja ja katsottiin tulevaisuuteen.

 

Tarkkaa päivämäärää webin keksimiselle on mahdotonta sanoa, mutta Tim Berners-Lee, nykyisin Sir Tim, kirjoitti maaliskuussa 1989 CERNin IT-hallinnolle ehdotuksen tietojenkäsittelyn uudistamisesta. Tylsän byrokraattisen dokumentin nimi oli "Information Management: A Proposal" ja sen ansiosta käynnistettiin projekti, joka synnytti maailmanlaajuisen World Wide Webin. Se oli toiminnassa vuonna 1991.

"Ideana oli systeemi, missä kaikki tieto kaikissa tietokoneissa kaikkialla voisi olla linkitettynä", totesi Berners-Lee alkuperäisestä ideastaan.

Information Management: A Proposal

CERN oli luonteva paikka tällaisen ajatuksen syntymiseen, sillä hiukkastutkimuksessa syntyi paljon sähköisessä muodossa olevaa dataa (ja syntyy nykyisin vielä enemmän), tutkijat liikkuvat ympäri maailman, käyttävät tietokoneitaan eri paikoissa ja heillä on tarve käyttää tietoja ja olla yhteydessä koko ajan.

Webin 30-vuotiasta historiaa juhlistetaan CERNissä ja muualla tänä vuonna eri tapahtumin ja muun muassa CERNin tekemällä juhlasivustolla. Juhlallisuudet alkoivat tänään Genevessä CERNissä pidetyllä tilaisuudella, missä oli paikalla puhumassa suuri joukko työtä aikanaan tehneistä tutkijoista ja insinööreistä.

Tarjolla oli tiedon lisäksi muun muassa jättisuuria kakkuja, joista yhdestä kuvan nappasi CERNin tiedotttaja Arnaud Marsollier.

PS. Webbi ja netti eivät ole sama asia: internet kehitettiin jo paljon aikaisemmin, ja WWW on vain eräs – tosin tunnetuin – sähköisistä palveluista, joita internet välittää.

Avainsanat

CERN-tutkimuskeskuksessa kiihdytettiin kokonaisia atomeita – tulevaisuudessa siintää "gammasädetehdas"

Ti, 07/31/2018 - 11:01 Jari Mäkinen
CERNin LHC-kiihdytin, jonka etuosan sisusta on otettu näkyviin

Euroopan hiukkastutkimuskeskuksessa CERNissä pohditaan erilaisia uusia tapoja tuottaa hiuikkastörmäyksiä, jotka kertovat aineen perusolemuksesta. Yksi tällainen on "gammasädetehdas", joka vaatisi sen, että suuressa LHC-hiukkaskiihdyttimessä pyöritettäisiin protonien sijaan atomeita.

Geneven luona oleva CERN:in 27 kilometriä halkaisijaltaan oleva suuri LHC-hiukkaskiihdytin toimii normaalisti siten, että siihen ohjataan pienemmistä kiihdyttimistä protoneita sisältäviä hiukkassuihkuja, jotka laitetaan pyörimään kiihdyttimen sisällä päinvastaisiin suuntiin ja lopulta ohjataan törmäämään toisiinsa.

Tyypillisesti ennen talven huoltotaukoa protonien sijaan kiihdytetään myös atomiytimiä, jolloin saadaan aikaan erilaisia törmäyksiä.

Aina silloin tällöin kiihdyttimellä tehdään myös erilaisia kokeiluita, kuten viime keskiviikkona, 25. heinäkuuta. Silloin LHC pyöritti ensimmäistä kertaa atomeita.

Atomeissa on ydin ja sitä kiertäviä elektroneja. Ytimessä on puolestaan yleensä protoneita ja neutroneita. Elektronit ovat sähkövaraukseltaan negatiivisia ja protonit positiivisia, ja neutronit puolestaan nimensä mukaisesti neutraaleita.

Koska LHC on viritetty toimimaan protoneilla, piti käytettyjen atomiydintenkin olla varaukseltaan positiivisia, joten niissä oli tavallista vähemmän elektroneja. Itse asiassa aika paljon vähemmän, sillä atomeina kokeessa käytettiin lyijyatomeita, joissa oli vain yksi ainoa elektroni.

Ongelmana on LHC:n säätämisen lisäksi se, että lyijy menettää ainokaisen elektroninsa hyvin helposti, jolloin kiihdyttimen tarkasti hiukkasten kanssa synkronoidut magneetit eivät saa siitä enää otetta, vaan atomi törmää kiihdyttimen pienen tyhjiöputken seinään.

Ensimmäisessä kokeessa kiihdyttimeen ohjattiin 24 atomeista koostunutta rypästä ja niitä pyöritettiin hyvin hitaasti suuressa kiihdytinrenkaassa noin tunnin ajan. Sitten tehoa lisättiin ja atomien nopeus kasvoi. Atomeita onnistuttiin pitämään noin kaksi minuuttia kiihdyttimessä, ennen kuin ne ohjautuivat siitä pois. Kiihdytin on tehty siten, että kun hiukkassuihku – tai atomisuihku – ei ole stabiili, se ohjataan pois kohtioon, mihin atomit törmäävät turvallisesti jälkiä jättämättä.

Sen jälkeen LHC resetoitiin ja sen sisälle ohjattiin vain kuusi atomirypästä. Niiden kanssa kaikki toimi paremmin, ja suihku onnistuttiin pitämään kahden tunnin ajan pyörimässä kiihdyttimessä suurella teholla, ennen kuin se tarkoituksella ohjattiin ulos renkaasta.

Tutkijat ennustivat, että teoreettisesti LHC voisi pitää tällaisen omituisen hiukkassuihkun sisällään 15 tunnin ajan, mutta nyt tehdyn kokeen perusteella se voisikin toimia jopa 40 tunnin ajan.

Koe liittyy CERN:in uusien, mahdollisten koelaitteiden testaamisohjelmaan, missä eräs mahdollisista tulevaisuuden laitteista on niin sanottu gammatehdas.

Gammatehtaassa (englanniksi Gamma Factory) kiihdyttimessä kiertävään suurienergiseen atomisuihkuun ammutaan laservaloa, jolloin atomien elektronit hyppäävät korkeammalle energiatasolle ja palaavat sitten sieltä takaisin. Normaalisti energiatasolta alemmalle putoava elektroni vapauttaa tavallista valoa, mutta kun atomit liikkuvat kiihdyttimessä hyvin lähellä valon nopeutta, olisi syntyvä valo hyvin lyhytaallonpituuksista, eli osuisi gamma-aaltojen alueelle.

Gammasäteet puolestaan olisivat niin voimakkaita, että ne voisivat tuottaa tavallisen aineen hiukkasia, mutta myös raskaampia alkeishiukkasia sekä mahdollisesti eksoottisia aineen muotoja, kuten omituista pimeää ainetta.

Tuloksena voisi olla myös myonisäteitä, aivan uudenlainen hiukkassuihku, jonka käyttäminen avaisi uusia mahdollisuuksia hiukkastutkimuksessa. Myonit ovat epävakaita hiukkasia, jotka ovat hieman kuten elektroneja, paitsi että niiden massa on 207-kertainen elektronin massaan verrattuna. Siitä tekee kiinnostavan hiukkastutkimuksen kannalta paitsi sen korkea massa, niin myös se, ettei sillä ole sisäistä rakennetta – törmäystulokset ovat siis yksiselitteisempiä, kuin esimerkiksi LHC:n nyt käyttämillä protoneilla, jotka koostuvat kolmesta kvarkista.

Matkaa näihin uudenlaisiin kiihdyttimiin on vielä paljon, mutta nyt tehty koe antaa toivoa siitä, että sellaisia voidaan joskus vielä tehdä.

Seuraavaksi LHC:n "valovoimaa" lisätään

LHC-kiihdyttimen tehoa on lisätty sen toiminta-aikana jo useaan kertaan, ja lähivuosina sitä parannellaan myös useilla eri tavoilla. Yksi tempuista on lisätä kiihdyttimeen laitteet, joiden avulla törmäyksien määrää saadaan lisättyä.

Nyt hiukkassuihkut osuvat toisiinsa koelaitteiden keskellä yhdessä kohdassa, mutta tavoitteena on saada törmäyskohtaa levennettyä. Silloin toisiinsa osuvat hiukkassuihkut – joissa on paljon protoneita molemmissa – osuvat laajemmalla alueella toisiinsa, jolloin suurempi osa niiden hiukkasista osuu toisiinsa. Nyt suurin osa hiukkasista menee ohi.

"Suuri kirkkaus", eli High luminocity, viittaakin juuri tähän suurempaan törmäysmäärään; törmäyskohdat ikään kuin loistavat paremmin.

Alla oleva CERN:in video selittää, miten LHC:n virittäminen tapahtuu.

Tutkijat puristivat antiainetta entistä pienempään tilaan

Ti, 05/08/2018 - 07:06 Markus Hotakainen

Vaikka aine ja antiaine tuhoavat kohdatessaan toisensa, ne voivat muodostaa "epäneutraalia" plasmaa, joka koostuu sekä hiukkasista että antihiukkasista. Sitä on opittu käsittelemään uudella tavalla.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on CERNissä eli Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa onnistunut puristamaan antiprotonien ja elektronien muodostaman hiukkaspilven 0,34 millimetrin läpimittaiseksi eli kymmenesosaan alkuperäisestä.

Uudessa tekniikassa käytetään hyväksi vinhasti pyörivää "plasmalinkoa", jossa keskihakuvoima saa aikaan tarvittavan puristusvoiman. Magneettisen loukun sähkökenttiä muutetaan siten, että hiukkaspilven pyörimisnopeus kasvaa kasvamistaan.

Prosessin alkuvaiheessa loukussa olevien antiprotonien määrä on alle 0,1 prosenttia elektronien määrästä, mutta pyörimisnopeuden kasvaessa elektronien määrää vähennetään, jolloin hiukkaspilvi saadaan ahdettua pienempään tilaan.

Tavoitteena ei ole pelkkä ennätysten rikkominen, vaan antiaineen ominaisuuksien tarkempi tutkimus. Tutkijat pyrkivät mittaamaan ensimmäistä kertaa suoraan gravitaation vaikutuksen antiaineeseen. Antivedyn putoamiskiihtyvyys Maan vetovoimakentässä on tarkoitus määrittää yhden prosentin tarkkuudella.

Tutkimuksesta kerrottiin tiedekustantamo Springerin uutissivuilla ja se on julkaistu European Physical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: Springer

No nyt on hiukkasfyysikko hyvin iloinen: W-bosoni sai tarkan massan

Ti, 02/13/2018 - 23:30 Jari Mäkinen
Kuva hiukkastörmäyksestä ATLAS-koeasemassa

Eräs jännimmistä ja tärkeimmistä alkeishiukkasista, W-bosoni, nousi kuuluisuuteen vuonna 1984, kun sen löytämisestä annettiin Nobelin palkinto. Löytö tapahtui Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNissä vuotta aikaisemmin, mutta vasta nyt, yli 30 vuotta myöhemmin, on vaakaa selvästi karsastaneen hiukkasen tarkka massa saatu selville.

W-bosonin nimi tulee sanasta weak, eli heikko, ja se puolestaan johtuu siitä, että tämä hiukkanen on fysiikan erään perusvoiman, heikon ydinvoiman välittäjähiukkanen. Heikko ydinvoima on tärkeässä osassa mm. radioaktiivisessa hajoamisessa sekä ydinfissiossa.

Kyseessä on hiukkaseksi varsin suurimassainen hiukkanen, mikä on tiedetty jo pitkään – itse asiassa teoreettisesti jo ennen hiukkasen löytämistä. Massan tarkka mittaaminen on osoittautunut erittäin vaikeaksi, mutta nyt siinä on onnistuttu: tästä kertova artikkeli ilmestyi eilen European Physical Journal C -julkaisussa.

Massa on 80370±19 MeV ja se onnistuttiin määrittämään CERNin LHC-hiukkaskiihdyttimen ATLAS-koeaseman tekemien havaintojen perusteella. 

Fyysikot voivat paitsi olla iloisia lukuarvon saamisesta selville näin tarkasti, niin myös siitä, että luku on hyvin tarkalleen se, mitä hiukkasfysiikan perusteoria, niin sanottu standardimalli ennustaa.

Tulos on saatu tutkimalla kaikkiaan 14 miljoonaa W-bosonin tuottanutta hiukkastörmäystä, jotka havaittiin ATLAS-koeasemalla vuonna 2011. LHC-kiihdytin toimi tuolloin alkuperäisellä seitsemän teraelektronivoltin energialla, eli tämän jälkeen saadut havainnot ovat vieläkin parempia. Niitä ei kuitenkaan ole vielä saatu mukaan tähän tutkimukseen, missä pelkkä tietojen käsittely vei viisi vuotta.

W-bosonin massan tarkka määrittäminen auttaa täsmentämään standardimallia, koska siinä melkeinpä kaikki vaikuttaa kaikkeen. Erityisen tärkeää W:n parempi tunteminen on viime vuosina tunnetuksi tulleen Higgsin bosonin tarkemman ymmärtämisen kannalta.

Mikäli W-bosonin havaittu massa olisi ollut olennaisesti erilainen teoreetikkojen laskemaan massaan verrattuna, olisi edessä ollut mahdollisesti jokin uusi ilmiö, mistä ei aikaisemmin ole ollut tietoa. Nyt näyttää siltä, että sellaista ei ole – toisaalta onneksi, toisaalta valitettavasti.

Avain tarkan massan mittaamisessa oli W-bosonin läheinen kumppani, Z-bosoni, jonka avulla ATLAS-koeaseman havainnot pystyttiin kalibroimaan erittäin tarkasti.

Alla on CERNin julkaisema video aiheesta:

Tiedetuubin Klubi on yllättäen nyt ajan hermolla, koska klubilaiset pääsevät tutustumaan paitsi CERNiin yleisesti, niin erityisesti juuri ATLAS-koeasemaan nyt torstaina. Seuraamme matkaa myös täällä Tiedetuubissa.

CERN nähtynä nelikopterin kyydistä

Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERN sijaitsee Genevessä, Sveitsissä – ja itse asiassa myös vähän Ranskan puolella.

Sen alueella on paljon jänniä paikkoja, joihin tämä video antaa aivan uuden näkökulman: CERNissä on oma nelikopterikuvaaja Mike Struik, joka pyysi mukaansa tätä videota tekemään kilpatason nelikopteripilotin Chad Nowakin, videokuvaaja Christoph Madsenin ja valokuvaaja Maximilien Bricen.

Tuloksena on huima ja taatusti erilainen tutustumiskäynti maailman hiukkasfysiikkapyhätössä!

Avainsanat

LHC hyrähti taas käyntiin – takana kuukausia kestänyt massiivinen kaapelirumba

Ke, 05/03/2017 - 17:24 Jari Mäkinen

Maailman suurimman hiukkaskiihdyttimen jokatalvinen lepohetki päättyi juuri ennen vappua. Nyt Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNin LHC jatkaa aineen salaisuuksien tonkimista.

Hiukkassuihkujen pyörittäminen kiihdyttimen sisällä vaatii varsin paljon sähköenergiaa, joten Euroopan hiukkastutkimuskeskuksessa on ollut jo pitkään tapana keskeyttää atomien murskaaminen aina talvisaikaan, jolloin sähkö kalliimpaa kuin kesällä ja jolloin energiaa kaivataan enemmänkin lämmittämiseen. 

Talvi onkin siksi hyvä hetki laittaa systeemit stoppiin ja tehdä kiihdyttimelle sekä sen mittalaitteille huoltotoimia.

Tällä kerralla viime joulukuussa alkanut talviseisokki kesti 17 viikkoa ja se päättyi tarkalleen 29. huhtikuuta, jolloin hiukkassuihkut kiersivät jälleen LHC:n sisällä.

Talviseisokki oli tällä kerralla hieman normaalia pitempi, koska yksi kokonainen suprajohtava magneetti vaihdettiin, hiukkassuihkun LHC-kiihdyttimeen tuottavan laitteiston toimintaa parannettiin ja lisäksi laitteistossa olevia kaapeleita setvittiin sekä ylimääräisiä poistettiin. 

Tämä johtorumba ei ollut mikään yllätys: kerroimme siitä jo viime vuoden tammikuussa, kun edellisen seisokin aikaan huomattiin, että laitteistoja vuosien varrella parannettaessa oli vanhoja, tarpeettomiksi käyneitä kaapeleita jätetty paikalleen.

Jälkikäteen ajateltuna tämä insinöörille tyypillinen laiskuus koitui ongelmaksi, koska kaapelit vievät tilaa ja toimimattomat sekä tarpeelliset johdot ovat menneet sekaisin. 

Kyse ei ollut ihan pikkuasiasta, sillä kaapeleita oli kaikkiaan noin 9000 ja jokainen niistä on noin 50 metriä pitkä. Ne kiemurtelivat kiihdyttimen rakenteissa ja tunneleissa maan pinnalla olevista rakennuksista kallioon tehdyissä luolastoissa oleviin kiihdyttimiin. Nyt suurin osa näistä on saatu siivottua.

Korjausten ja parannusten jälkeen LHC on jälleen hieman aiempaa parempi.

Erityisesti sen hiukkassuihkujen "kirkkaus" on nyt parempi, mikä tarkoittaa sitä, että havaintolaitteissa tapahtuu enemmän hiukkastörmäyksiä ja siten tuloksena on enemmän havaintoja.

Lisäksi tarkoituksena on saada LHC toimimaan vieläkin suuremmalla hyötysuhteella. Viime vuonna kiihdyttimessä oli tasainen, hyvä tutkimuskäyttöön sopiva hiukkassuihku noin 49 % ajasta, mikä oli olennaisesti parempi kuin aikaisempi noin 35 %. Nyt tämän luvun odotetaan kasvavan edelleen, mikä tarkoittaa osaltaan myös lisää hyviä havaintoja ja siten mahdollisesti kiinnostavia tutkimustuloksia.

Käynnistäminen – kuten sammuttaminenkaan – ei käy noin vain nappia painamalla.

LHC on suuri systeemien systeemi, useiden eri toisiinsa liittyneiden laitteistojen ja pienempien kiihdytinten verkko, jonka saaminen käyntiin vie noin kuukauden päivät.

"Se on kuin orkesteri, missä kaiken täytyy toimia yhdessä ja samanaikaisesti. Kun jokainen sen osana oleva kiihdytin on päällä ja toimii normaalisti, alamme syöttää hiukkassuihkua pienemmästä kiihdytinrenkaasta yhä isompaan ja lopulta LHC:n suureen renkaaseen."

Nyt muutaman viikon ajan laitteiston toimintaa tarkkaillaan ja hienosäädetään. Hiukkastiheyttä lisätään vähitellen ja lopulta toukokuun puolivälissä alkaa LHC jälleen tehdä kunnolla tiedettä.

Ja sen jälkeen se pyöriikin ympäri vuorokauden aina ensi joulukuuhun saakka.

Video: Katso tämä erinomainen animaatio, jos ajan ja avaruuden luonne ihmetyttää

Eurooppalainen hiukkastutkimuskeskus CERN ja TED-Ed ovat tuottaneet pienen sarjan aivan erinomaisia fysiikan perusasioita esitteleviä videoita.

Tässä sarjan ensimmäisessä animaatiossa fyysikot Andrew Pontzen ja Tom Whyntie (Giant Animation Studiosin piirtäminä) kertovat aika-avaruudesta ja sen olemuksesta. 

Alla ovat sarjat loput osat, joista yhdessä kyse on valon nopeudesta ja toisessa nivotaan aina-avaruus sekä painovoima yhteen.

Videot sopivat erinomaisesti myös niille, jotka tietävät tai olettavat tietävänsä mistä oikein on kyse...

Tiedetuubi suosittelee!

Avainsanat

Fyysikot pettyneitä: uusi hiukkanen olikin tilastoharha

La, 08/06/2016 - 16:01 Jari Mäkinen

Jo yli puolen vuoden ajan on huhuttu, että LHC:n havainnoista olisi löytynyt uusi hiukkanen, joka laittaisi maailmankuvamme remonttiin. Ennenaikaisesti vuotaneet tiedot tulossa olevasta artikkelista kertovat, että hiukkasen sijaan havainnoista on löytynyt tilastollista säännönmukaisuutta, joka näytti uudelta hiukkaselta.

Ongelmana hiukkasissa ja monissa muissa nykyfysiikan löydöissä – kuten vaikkapa painovoima-aalloissa – on se, että niitä ei voi nähdä ja tutkia kuten vaikkapa perunaa tai planeettaa. 

Ne voidaan vain havaita epäsuorasti, erilaisista havaintosignaaleista päättelemällä. Havainnon tekeminen vaatii siten paitsi paljon supertarkkoja havaintoja, niin myös massiivista havaintotiedon käsittelyä, jolloin "huonoja" havaintoja yksinkertaisesti jätetään huomioimatta ja "hyviä" havaintoja analysoidaan tietokoneilla ja algoritmeilla mitä erilaisimmilla tavoilla. Kun tuloksena oleva tieto osuu teoreettisesti laskettuun malliin siitä millainen havainnon tulisi olla, voidaan sanoa, että on tehty havainto. 

"Havainnon tekeminen" tarkoittaa siksi paljon tilastotieteellistä laskentaa, jolla havaitut merkit uudesta löydöstä voidaan todistaa tai osoittaa todennäköisemmin joksikin muuksi asiaksi.

Näin on käynyt nyt uuden hiukkasen kanssa. Ensimmäisen kerran uudesta superraskaasta alkeishiukkasesta huhuttiin joulukuussa 2015, kun Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNin ATLAS- ja CMS-koeasemien tutkimusryhmät kertoivat havainneensa merkkejä energialtaan noin 750 GeV (gigaelektronivolttia) olevasta hiukkasesta. Havainnoissa oli enemmän fotonipareja kuin nykyinen ns. standardimalli ennustaa.

Fyysikoilla on satoja erilaisia selityksiä tälle fotoniparien omituiselle määrälle, ja niistä oikeastaan kaikki vaativat uuden, raskaan hiukkasen olemassaoloa. Se puolestaan olisi saanut koko standardimallin remonttiin, sillä tällaiselle uudelle hiukkaselle ei siinä ole paikkaa.

Syynä fotoniparien epäsuhtaan näyttää olleen ns. statistinen fluktuaatio, LHC:n kahden koeaseman tuottamien valtavien tietomäärien sekaan jäänyt satunnainen vaihtelu, joka löytyi nyt tarkemmissa analyyseissä. Havainnosta kerrottiin parhaillaan Chicagossa meneillään olevassa kansainvälisessä hiukkasfysiikan ICHEP-konfrenssissa.

Löytö olisi siis saanut suuren joukon fyysikoita samanaikaisesti innostumaan ja masentumaan, sillä tiedossa olisi ollut suuri mullistus ja vaatinut paljon työtä hiukkasfysiikan perusteiden parissa. Nyt, kun löytö on paljastumassa harhaksi, ovat fyysikot jälleen tyytyväisiä ja harmissaan: kaikki onkin edelleen paikallaan, mutta toisaalta standardimallin muokkaaminen olisi ollut todella jännää.

Vaikka nyt 750 GeV:n hiukkanen voidaankin haudata, ei uuden hiukkasen olemassaoloa voi vielä sulkea pois.

LHC tuottaa parhaillaan uutta tietoa paljon aiempaa tehokkaampana ja tuosta tietomäärästä löytyy varmasti jotain uutta – kenties myös uusia hiukkasia.

Hiukkasen fysiikkaa Genevessä

Su, 07/31/2016 - 12:29 Jari Mäkinen
Microcosm

Zürichin museon jälkeen suunnataan Sveitsin ranskankieliseen osaan, Geneveen. Kaupungissa on paljon kansainvälisiä organisaatioita, joista yksi on Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERN. Sillä on aivan upea museo – tai itse asiassa kaksi sellaista.

”KesälläCERN sijaitsee Genevessä Meyrinin kaupunginosassa aivan Sveitsin ja Ranskan rajalla hyvin lähellä kaupungin lentoasemaa. Sieltä noustessa tai sinne laskeutuessa saattaakin huomata ikkunasta omituisia rinkulamaisia rakennelmia, 50-lukuisia teollisuusrakennuksia, 70-lukuisia toimistotaloja sekä aivan uuden metallisen pallon, jotka kaikki kuuluvat CERNin ydinkampukseen.

Itse tutkimuskeskus on levittäytynyt LHC-kiihdyttimen myötä laajemmallekin alueelle, mutta paikalle tulevan yleisön kannalta tällä ei ole merkitystä: vain keskuspaikassa oleviin museoihin pääsee ilman erikoisjärjestelyjä käymään.

Tiedeturistin kannalta kiinnostavia kohteita on siis kaksi. Ensimmäinen on CERNin museo, nimeltään Microcosm, eli Mikrokosmos.

Se on CERNin kampusalueella sisäänkäynnin luona, ja siellä on paljon hiukkastutkimuksen historiaan liittyviä laitteita (muun  muassa tietokone, jolla WWW kehitettiin), osia vanhoista hiukkaskiihdyttimistä sekä hyvin havainnollinen osasto, missä kerrotaan hiukkastutkimuksesta sekä hiukkasfysiikasta laajemmin.

Näyttelyssä voi mennä myös ikään kuin kiihdyttimen sisään ja ihailla mm. LCH-kiihdyttimen koeaseman täysikokoista mallia. Nykyinen näyttely uudistettiin vuoden alussa, joten se on vielä nyt paitsi tuore ilmeeltään, niin myös ajan tasalla sisällöltään.

Alun perin Microcosm oli ainoa CERNin yleisölle avoin kohde, mutta nyt sitä täydentää tien toisella puolella oleva 40 metriä halkaisijaltaan oleva upea metallinen pallo, jonka sisällä on toinen hiukkasfysiikkaa esittelevä näyttely.

 

Tämä Globe ei ole virallisesti CERNin oma näyttely, vaan paikka on Globe of Science and Innovation -säätiön hallinnoima paikka, joka avattiin paikalla vuonna 2004 CERNin 50-vuotisjuhlan kunniaksi.

Sen sisällä on "Hiukkasten maailma" -niminen interaktiivinen näyttely, joka kertoo hieman yleisemmällä tasolla kuin CERNin oma näyttely hiukkasfysiikasta sekä hiukkasten tutkimisesta; Globen näyttely on lisäksi hyvin interaktiivinen ja paikka sinällään, suuri pallo, on arkkitehtonisesti kiinnostava. Se olikin aluksi "vain" kahden geneveläisarkkitehdin, Hervé Dessimoz ja Thomas Büchin Neuchâtelissä vuonna 2002 olleeseen kestävän kehityksen näyttelyyn tekemä esimerkkirakennus, jolle näyttelyn jälkeen keksittiin loppusijoituspaikka CERNin naapurista.

CERNin alueelle pääsee Genevessä kätevimmin raitiovaunulla: linja 18:n päätepysäkki on CERN ja se lukee kaikissa liikennekartoissa ja raitiovaunuissakin. Myös bussilinja Y vie perille Meyrinin tutkimuskompleksiin.

Tiedetuubin esittelemiä tiedekeskuksia ja muita kiinnostavia kohteita

Maailman suurimman atomilaboratorion rakennus alkoi

Ti, 05/17/2016 - 12:27 Jari Mäkinen

Jo toinen historiallinen kuva peräjälkeen päivän kuvana: nyt kuva on vuodelta 1956, ja siinä rahdataan "jättimäisen" suurta magneettia juuri perustettuun Eurooppalaiseen hiukkastutkimuskeskukseen CERNiin.

Päivän kuvaSyy siihen, miksi ammoinen kuva CERNistä on tänään päivän kuvana, johtuu siitä, että tämän maailman johtavaksi hiukkastutkimuskeskukseksi kohonneen "atomilaboratorion" rakentaminen alkoi tänään vuonna 1954.

Tai siis paria päivää aikaisemmin, 15. toukokuuta 1954, mutta virallinen peruskiven asettaminen Sveitsissä, Meyrinin kylässä aivan Geneven vieressä tapahtui tänään 62 vuotta sitten. 

Päätös CERNin perustamisesta tehtiin joulukuussa 1949, kun toisen maailmansodan jälkipyykkinä haluttiin luoda organisaatio, missä eri maiden tutkijat saattoivat tehdä yhdessä vaaralliseksi miellettyä atomitutkimusta. Ydinase oli tuore ja sen liepeillä ollut ydinfysiikan tutkimus haluttiin näin suunnata rauhanomaiseen käyttöön.

Tämä ei tietenkään estänyt ydinaseiden tekemistä, mutta pelin henki oli toisenlainen – minkä lisäksi CERNissä tehtiin erittäin hyvää työtä alusta alkaen.

Rauhanprojektitausta on myös tärkein syy siihen, miksi CERN sijoitettiin Sveitsiin. Vuonna 1952 entisen Kansainliiton (YK:n edeltäjä) kotipaikka Geneve valittiin uuden Euroopan ydinfysiikan instituutin kotipaikaksi, mutta asia ei ollut sillä selvä: sveitsiläiseen tapaan asiasta järjestettiin kansanäänestys, ja kesällä 1953 geneveläiset puolsivat äänin 16539 – 7332 laitoksen perustamista mailleen.

Rakentaminen alkoi lentokentän vieressä olevalle tasaiselle Meyrinin kylän alueelle siis tänään vuonna 1954.

CERNin virallinen nimi (Centre Européenne de Recherche Nucléaire) ja sen peruskirja ratifioitiin vasta syyskuussa 1954, jolloin allekirjoittajina ja siten laitoksen perustajina olivat Saksan liittotasavalta, Belgia, Tanska, Ranska, Kreikka, Italia, Norja, Alankomaat, Iso-Britannia, Ruotsi, Sveitsi ja Jugoslavia.

Suomi liittyi mukaan pitkän poliittisen väännön jälkeen vuonna 1991 – tarkoittihan mukaan meneminen virallisesti paitsi kustannuksia, niin myös yhtä virallista sidettä lisää läntiseen maailmaan.

Tosin nykyisin Suomea ennen CERNiin liittyivät Itävalta (jo vuonna 1959), Espanja ja Portugali, ja Suomen jälkeen joukko on kasvanut Puolalla, Unkarilla, Tshekillä, Slovakialla, Bulgarialla ja Israelilla. 

Nykyisin myös  Euroopan komissio, Intia, Japani, Venäjä, Turkki, UNESCO ja Yhdysvallat ovat CERNin tarkkailijajäseniä.

CERNin ensimmäinen hiukkaskiihdytin oli 600 MeV:n Synkro-Syklotroni (SC), jonka tekemiseen osallistuivat kaikki alkuperäiset 12 jäsenmaata. Osia tuotiin Geneveen eri puolilta Eurooppaa, ja suurten osien tuomista varten tieverkkoa Meyrinin kylän ympäristössä piti muuttaa raskaille kuljetuksille sopivaksi.

Eräs massiivisimmista ensimmäisistä kuljetuksista oli SC:n suuret kaksi magneettia, joiden massa oli 60 tonnia ja ne olivat halkaisijaltaan 7,2 metriä.

SC käynnistettiin vuonna 1957 ja se oli toiminnassa vuoteen 1991 saakka – tosin loppuvaiheessa lähinnä avustavassa roolissa.

Silloin oli juuri käynnistynyt 27 kilometriä halkaisijaltaan maan alla olevaan tunneliin rakennettu LEP, jonka paikalla sijaitsee nykyisin LHC. Sitä on puolestaan ehdotettu parannettavaksi edelleen vielä tehokkaammaksi, tosin mukana suunnitelmissa on myös FCC (Future Circular Collider), huikea noin 100 km halkaisijaltaan oleva rengas. Se pystyisi tuottamaan 100 TeV:n törmäyksiä, eli lähes kymmenen kertaa suurempia kuin nyt LHC.

Ja LHC on puolestaan nykyisellä 14 TeV:n energiallaan yli miljoona miljoona kertaa äreämpi kuin SC aikanaan.

Alla vielä aivan ensimmäiset kuvat CERNistä. Panoraama on vuodelta 1953, jolloin paikalla oli pelkkää peltoa, ja laajempi kuva näyttää kuinka kaivaminen alkoi 62 vuotta sitten.

Kuvat: CERN