„Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN – ośrodek naukowo-badawczy położony pobliżu Genewy na granicy Szwajcarii i Francji. Obecnie do organizacji należą dwadzieścia dwa państwa. CERN zatrudnia 2600 stałych pracowników oraz około 8000 naukowców i inżynierów reprezentujących ponad 500 instytucji naukowych z całego świata. Najważniejszym narzędziem ich pracy jest największy na świecie akcelerator cząstek – Wielki Zderzacz Hadronów. – Wikipedia.

High-School Students Internship Programme, w którym miałem okazję uczestniczyć jest organizowany przez CERN dla krajów członkowskich. Daje on możliwość uczniom szkół średnich na zdobycie praktycznego doświadczenia w dziedzinie nauki, technologii i innowacji, poprzez dwutygodniowy pobyt w ośrodku naukowo-badawczym CERN.

W tym roku z puli krajów członkowskich do programu HSSIP została wybrana Polska. Dwudziestu trzech uczniów, w tym ja – Tomasz Wojnar, od 4 listopada do 17 listopada 2018 roku mieliśmy okazję poznać środowisko pracy w CERN. Rekrutacja do naszego programu opierała się na wynikach konkursów i olimpiad naukowo-przyrodniczych o zasięgu krajowym.

Nasz pobyt w CERN opierał się na trzech najważniejszych elementach, czyli: wizyty, wykłady i warsztaty. Głównymi koordynatorami w CERN byli panowie Arkadiusz Gorzawski i Piotr Traczyk zaś organizacją w Polsce zajmowali się pani Urszula Rybałtowska oraz pan Jerzy Jarosz. Wszystko idealnie zaplanowane, nie ponosiliśmy żadnych finansowych kosztów. W obiektach badawczych czuliśmy się choć przez chwilę jak prawdziwi naukowcy, pracujący w jednym z największych ośrodków naukowo – badawczych na świecie.

Przygodę naszą rozpoczęliśmy od zapoznania się z historią CERNu, zwiedziliśmy wiele ciekawych miejsc o których chciałbym trochę opowiedzieć. Synchrocyklotron, to historycznie pierwsze urządzenie zainstalowane w ośrodku, zapoznawaliśmy się z jego zasadą działania, oraz eksperymentami jakie przeprowadzano. Kolejnym obiektem był CCC, czyli CERN Control Center, który nadzoruje pracę wszystkich akceleratorów oraz nadzoruje pracę całego ośrodka. Zwiedziliśmy również AMS, który kontroluje badania przy urządzeniu AMS-02, znajdującym się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Urządzenie to służy do wykrywania promieniowania kosmicznego, a w szczególności antymaterii oraz poszukuje istnienia ciemnej materii. Następnie udaliśmy się do SM18, jest to obiekt o dużej powierzchni, gdzie przy wysokim natężeniu prądu i w bardzo niskich temperaturach testowane są magnesy oraz oprzyrządowanie. Ma to na celu przygotowanie urządzeń do pracy w LHC. Po zwiedzeniu SM18 grupą udaliśmy się do jednego z detektorów cząstek, którym jest CMS. To właśnie w tym miejscu zderzane są wiązki cząstek i wykrywane nowopowstałe cząstki. Niestety samego CMS nie mogliśmy zobaczyć ze względu na niebezpieczeństwo promieniowania, mimo to i tak doświadczyliśmy silnego oddziaływania elektromagnetycznego potężnego solenoidu o indukcji 4T na małych metalowych spinaczach. W następnym tygodniu odwiedziliśmy DATA Center, to dział informatyczny do którego trafiają przesortowane już dane każdego z detektorów, a także dane z całego ośrodka. Kolejnym obiektem, który odwiedziliśmy był AD czyli fabryka antymaterii. Tam zobaczyliśmy decelerator, który spowalnia wiązkę antyprotonów, ponieważ bez tego urządzenia nie bylibyśmy w stanie przeprowadzić różnych eksperymentów. Ostatnim obiektem programu był LEIR, czyli pierwszy synchrotron, który rozpędza wiązkę ciężkich jonów do pewnej energii, następnie wiązka trafia do kolejnych synchrotronów, aż na koniec do LHC. Oprócz wizyt w interesujących miejscach, gdzie tłumaczono nam działanie każdego elementu, braliśmy udział w kilku wykładach, na których omawiano działanie LHC.

Prowadzącymi wykłady byli: pan Piotr Traczyk, pan Arkadiusz Gorzawski, pan Andrzej Siemko, oraz pani Magdalena Kowalska. Podczas wykładów dowiedzieliśmy się o metodach wykrywania nowo powstałych cząstek, tuż po zderzeniu. Zapoznaliśmy się z różnymi typami akceleratorów oraz ich zasadami działania oraz kontrolą rozpędzanych cząstek. Niezwykle interesującym było poznanie zastosowania cewek nadprzewodzących używanych w magnesach, oraz planach rozbudowy nowych, jeszcze większych akceleratorów.

W ostatnich dniach naszego pobytu uczestniczyliśmy w ciekawym wykładzie pani Magdaleny Kowalskiej, który dotyczył zakresu fizyki jądrowej. Opowiedziała nam o ISOLDE i przeprowadzanych w niej eksperymentach oraz o tym w jaki sposób otrzymujemy promieniotwórcze jony, które są niezbędne do przeprowadzanych tam eksperymentów.

Oczywiście większość czasu spędzaliśmy na pracy przy projektach, czyli inaczej warsztatach. Na początku naszego przyjazdu zostaliśmy podzieleni na dziewięć grup i przydzieleni do poszczególnych opiekunów (byli to przeważnie polscy pracownicy CERNu). Tematami projektów były m. in. fizyka jądrowa, automatyka dla akceleratorów, elektronika dla systemów RF, poszukiwanie nowych cząstek, pomiary niskich rezystancji, fizyka i straty wiązek, praca i klasyfikacja detektorów cząstek, big data w CERN, elektronika dla systemów rozproszonych. Ja trafiłem do czteroosobowej grupy, zajmowaliśmy się fizyką jądrową, naszą opiekunką była pani Magdalena Kowalska, pomagały jej panie Karolina Kulesz i Katarzyna Dziubińska-Kuhn. Projekt opierał się na poznaniu eksperymentu VITO (β-NMR), który został zaprojektowany przez naszą opiekunkę. VITO to eksperyment w ISOLDE, wykorzystujący nową technikę rezonansu jądrowego β-NMR. Daje on dokładność pomiaru 10 razy większą, niż inne metody NMR(Magnetycznego Rezonansu Jądrowego). Oprócz eksperymentu VITO miałem również okazję dowiedzieć się o nowej technologii, nad którą pracuje pani Karolina Kulesz. Polega ona na obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego z użyciem promieniowania gamma, które będzie pochodziło z rozpadu metastabilnego ksenonu. Nowa technologia może dać nowe możliwości – większą czułość niż zwykły MRI. Moja grupa przygotowywała także testową próbkę do zbadania w β-NMR.

Choć czasu wolnego nie było za wiele to zaplanowano nam również ciekawą rozrywkę. Już w pierwszym dniu była okazja na wędrowanie po CERN, oraz poszukiwanie ciekawych obiektów podczas zabawy „TeassureHunt @CERN”. A w sobotę zwiedzaliśmy Genewę. Wieczorami zaś wspólnie z opiekunami spędzaliśmy wolny czas: graliśmy w karty, tańcowaliśmy, śpiewaliśmy razem.

W przedostatnim dniu każda z grup projektowych zaprezentowała wszystkim uczestnikom to, co wypracowała podczas pracy na warsztatach.
Każdy z nas otrzymał certyfikat udziału w programie HSSIP, oraz prezent od pana Andrzeja Siemko w postaci 10cm kabla używanego, jako nadprzewodnik w LHC. Dla niektórych to zwykły drut, lecz dla nas stał się on czymś więcej, po tym wszystkim, czego doświadczyliśmy podczas pobytu. Ostatniego wieczoru zrobiliśmy sobie krótki seans z filmowy, przedstawiliśmy nasz pobyt widziany z własnej perspektywy.

To był wyjątkowy czas, z chęcią wróciłbym tam, by znowu projektować, poznawać, planować i zwiedzać. Pobyt ten nauczył mnie wielu rozwiązań, dał mi nowe możliwości i wyjątkowe znajomości.

Dziękuję wszystkim, którzy zorganizowali nam ten wspaniały pobyt w CERN.

Strona FB HSSIP: https://www.facebook.com/HSSIP-Poland-1120941901406643

Tomasz Wojnar, Zespół Szkół Licealnych w Leżajsku