VerslagCernbezoekXaco

De CERN-bezoekers: Laurens, Timour, H. Verheijen, Janah, Laurent, Anton, Emma, Aline, Erik, Matthias, Frederik, Anton, Toon, Japser, J. Peeters
CERN: een onvergetelijke, unieke driedaagse studiereis
Het begon allemaal in de zomer van 2012. Jorn Peeters, leraar wetenschappelijk werk en fysica, kreeg de kans om
een drieweekse stage te volgen in CERN, het Europees centrum voor elementaire deeltjesfysica. Hierdoor werden de
nodige contacten gelegd waardoor onze school kon deelnemen aan een Europees samenwerkingsproject dat de
naam ‘Alice in Particleland’ draagt.
Dertien leerlingen toonden hun passie voor wetenschap en werden in een vijftal informatiesessies klaargestoomd:
kennis werd vergaard over CERN, het standaard deeltjesmodel van de materie, fundamentele wisselwerkingen,
detectoren, … . Ook werd Frederik Van der Veken uitgenodigd, oud-leerling van Xaco en doctoraatstudent
elementaire deeltjesfysica. Hij gaf nog meer theoretische bagage mee met onder meer extra informatie over
feynmandiagrammen, Higgsbosonen en statistische waarschijnlijkheden.
Midden mei was het dan zo ver. De voorbereide leerlingen trokken onder begeleiding van J. Peeters en H. Verheijen
drie dagen naar CERN om er een op maat gesneden programma te volgen. Een hele belevenis, zo zal blijken. En wie
kan dit beter vertellen dan onze leerlingen zelf. Geniet mee van hun volgend verslag.
Op donderdag 16 mei begon onze dag al om 5u ’s morgens op de luchthaven. Met enkele
minuten vertraging en alleen handbagage in ons bezit – een staking van de bagageafhandelaars gooide roet in het eten – verdween ons vliegtuig al snel in de mist richting
Zwitserland. In CERN aangekomen werden we heel vriendelijk en zeer behulpzaam
ontvangen en werd er zeer open gepraat over het werk in deze fascinerende
onderzoeksinstelling.
Direct kregen we ons eerste WAAUW-effect: een bezoek aan de detectoren van de Large
Hadron Collider (LHC).
(Ter info: De Large Hadron Collider (LHC) is een reusachtige cirkelvormige tunnel met een omtrek van 27 km die op
zo’n 100 meter diepte onder de grond ligt. Daar worden bundels
hadronen (hier protonen), deeltjes die bestaan uit quarks, versneld tot
99,9999964% van de lichtsnelheid. Dit betekent dat de bundel hadronen
11 000 keer per seconde een volledige toer door de LHC aflegt. In de
detectoren botsen twee tegengesteld draaiende protonenbundels tegen
elkaar. Hierdoor ontstaan er nieuwe deeltjes die door de detector
gedetecteerd worden en vervolgens bestudeerd worden. )
Als de LHC in werking is, komt er radioactieve straling vrij. Gelukkig voor
ons was de LHC niet operationeel waardoor we konden afdalen om de
detectoren te bezichtigen.
ATLAS was de eerste van de vier LHC-detectoren die we mochten bezoeken. We werden in twee groepen opgesplitst
die beurtelings de detector bezochten. De groep die als eerste de rondleiding kreeg, had het meeste geluk. De
veiligheidshelmen werden immers juist vervangen en zij kregen er één mee als souvenir. Een cadeautje van 35
Zwitserse frank … en een, althans voor ons, collectors item.
Donderdagnamiddag hebben we het CERN-busje genomen om enkele kilometers van onze verblijfplaats de ALICEdetector te bezoeken. Het doel van de Alice-detector is, om de situatie die enkele microseconden na de Big Bang
ontstond, na te bootsen.
(Ter info: die situatie wordt de quarks-gluonen-soep genoemd. Deze ‘soep’ of plasma bestaat uit een mix van
miljarden elementaire deeltjes die alle richtingen uit vliegen terwijl ze zich in een hoge energetische toestand
bevinden en hierdoor heel onstabiel zijn. Daarom bestaat deze ‘soep’ ook maar enkele nanoseconden.)
De Alice-detector is immens. Ze is opgebouwd uit verschillende lagen die elk een iets andere functie hebben. Zo zijn
er o.a. de sporenkamer, de elektromagnetische calorimeter en de muonenkamers om de verschillende elementaire
deeltjes te detecteren alsook magneten om de geladen deeltjes af te buigen. Elk elementair deeltje volgt immers een
uniek pad waardoor wetenschappers direct kunnen zien om welk
deeltje het gaat.
Na het bezoek aan Alice hadden we onze eerste sessie … om een
stripverhaal te maken over onze belevenissen in CERN. Ja hoor, een
stripverhaal! Onze bijdrage aan het project “Alice in particleland”. Via
dit stripverhaal wenst CERN de wondere wereld van elementaire
deeltjes didactisch voor te stellen aan de buitenwereld. En wij mochten
daaraan bijdragen. Zo fier als een gieter … dat waren we! De sessie ging
door in de pre-conference room waar we in groep de informatie die we
hadden opgenomen, verwerkten op een ludieke manier. Deze eerste
brainstormsessie was de aanzet om het eigenlijke scenario te maken voor het stripverhaal.
Vrijdag vertrokken we, na een lekker ontbijt, met een CERN-busje naar SM18.
(Ter info: het gebouw waarin we ons bevonden, ‘accelerators technologies’, wordt
gebruikt om alle magneten te testen. De magneten zijn supergeleidende
elektromagneten die dienen om de
protonenbundels af te buigen en om vlak voor
de botsingen de fundamentele deeltjes de
precieze richting te geven. In het gebouw was
er zelfs een stuk van de LHC-tunnel nagebouwd.)
Daar konden we met eigen ogen zien hoe de deeltjesversneller er van binnen
uitziet. Onze begeleider was erg onder de indruk van onze kennis (tja, wij nog
eens fier) maar kon ons toch nog enorm veel bijbrengen. Met al heel wat
bagage in onze achterzak zetten we onze tocht voort naar LEIR. Daar konden we zien hoe lood-ionen klaargemaakt
worden om in de grote versneller te komen.
Daarna gingen we naar de plek 'waar alle magie begint' zoals de gids ons gefascineerd vertelde. Vreemd genoeg
bevond dit beginpunt zich in een soort achterkamertje van het gebouw. We zagen een grote installatie die uit een
fles H2-gas protonen haalde die vervolgens de versneller in werden gestuurd. Hoewel de fles niet veel groter was dan
een fles water, zou men er in principe bijna eeuwig protonen kunnen uithalen. Indrukwekkend, niet? Toch wordt
deze fles symbolisch elk jaar vervangen, gevolgd door een aantal flessen bubbels.
Helemaal onder de indruk van de uitzonderlijke taferelen konden we niet wachten op de volgende activiteit. De
namiddag moest maar snel komen. Het eerste deel van de dag was in ieder geval meer dan geslaagd.
Onze vrijdagnamiddag was heel rustig, wat geen overbodige
luxe was na de voorbije vermoeiende anderhalve dag vol
rondleidingen en nieuwe informatie.
We begonnen onze namiddag met een gesprek met twee
fysici uit België. Het was eerst en vooral heel boeiend om te
horen dat je de meest uiteenlopende richtingen uit kunt als
fysicus. De beide fysici hebben beide dezelfde studie
gevolgd en werken op dezelfde plaats, maar toch lijkt hun
beroep in de verste verte niet op elkaar. De ene probeert
met pen en papier de snaartheorie uit te werken, de ander
codeert de hele dag computers om nauwkeurigere
voorspellingen te kunnen doen.
Het gesprek bestond simpelweg uit vraag en antwoord. Daardoor konden we
zelf de richting van het gesprek bepalen en lag de klemtoon op wat we zelf het
interessantst vonden: zwarte gaten, donkere materie, het bestaan van
afzonderlijke quarks, magnetische mono-pool, … . Op die manier kregen we de
kans om alle informatie van de voorbije dagen te verwerken en echt vat te
krijgen op de wondere wereld van de deeltjesfysica. Alle onduidelijkheden
werden weggewerkt door een goede uitleg van onze Vlaamse fysici.
We eindigden de werkdag met … ons stripverhaal. Net als donderdag, brak
onze begeleider meteen het ijs door ons allerlei grappige associaties te laten
maken en kleine dialoogjes te laten schrijven voor we aan het echte werk
begonnen. Hij legde ons de basis van de strip uit.
Zonder hem was er van de strip niet veel geworden. Hij had al fantastisch werk
verricht door een eerste pagina te maken, een Alice te verzinnen en deeltjes
met verschillende emoties te tekenen. Daarna kregen we elk een elementair deeltje toegewezen waar we zelf een
pagina over mochten maken. Dat was een zeer toffe ervaring. We probeerden onze kennis op een leuke en creatieve
manier weer te geven in een fijne strip. Het eerste resultaat was al een stap in de goede richting. Natuurlijk moet de
afwerking nog gebeuren dus het zal nog wel even duren voor de strip in de winkel ligt. We kunnen in elk geval niet
wachten tot we onze eigen creatie te zien krijgen!
En dan was er … het weekend. Niet voor ons want we hadden nog een boeiende zaterdag. In de voormiddag brachten
we een bezoek aan de tentoonstelling in “de Globe” – een algemene voorstelling van CERN - en schreven daarna nog
een laatste verslag en evaluatie.
Na al die fysica, de elementaire deeltjes en CERN was het vervolgens tijd voor een bezoek aan de stad Genève. Maar
ook daar liet de fysica ons niet los. Overal zagen we wetenschappelijke problemen die een oplossing verdienden door
…. ons! De fontein van Genève, een toevallige bouwkraan vlak bij een verhoogd parkje … elke situatie was een excuus
om onze roes van wetenschappelijk denken in stand te houden. De formule van Torricelli, de schuine worp,
luchtweerstand, asymptoten, … allemaal passeerden ze de revue. En de discussies gingen voort tot ’s nachts waar
zelfs differentiaalvergelijkingen opgelost werden … . En vermits wetenschappers niet over één nacht ijs gaan, lopen
de discussies tot op vandaag nog voort … .
Botsen op fysicaproblemen, vragen die alsnog onbeantwoord blijven over zwarte gaten, antimaterie, Higgsbosonen
die geen invloed hebben op fotonen en gluonen, … . Het stemt ons tot nadenken. De wereld van CERN en de fysica is
een ontzettend boeiende en fascinerende wereld!
Met spijt in het hart zette ons vliegtuig ons zondagmiddag terug in onze dagelijkse realiteit. Maar de onvergetelijke
herinneringen, de roes van het denken, de team spirit van de groep … CERN, thank you!