CERN-projektimatka 22. - 28.10.2019

Tiistai 22.10 - Matka Geneveen

Matkamme alkoi lennolla Helsingistä Geneveen. Genevessä pistäydyimme aluksi paikallisessa kebab-ravintolassa, jonka jälkeen lähdimme tutkimaan kaupungin keskustaa. Kävimme Saint Pierren katedraalissa, jossa pääsimme kiipeämään tornien huipulle. Ylhäältä paljastui upea näkymä koko kaupungista. Illalla tutkimme hostellimme lähialueita ja kävimme kaupassa. Koko ryhmämme oli väsynyt aikaisesta herätyksestä, joten menimme ajoissa nukkumaan. 

Kuva 1. Näkymä Genevenjärvelle.

Keskiviikko 23.10 - Ensimmäinen päivä

Ensimmäinen päivämme CERN:ssä oli kiireisin. Aluksi meidät vietiin katsomaan paikan ensimmäistä hiukkaskiihdytintä, jossa meille pidettiin upea esitys hiukkasfysiikan tutkimuksen historiasta. Tämän jälkeen Timo Hakulinen piti meille yleisesittelyn CERN:stä ja sen toiminnasta.

Kuva 2. CERNin ensimmäinen kiihtydin SC.

Lounastauon jälkeen valmistauduimme lähtemään CMS koeasemalle. Ennen vierailua ilmaisimella Kati Lassila-Perini johdatti meitä CERN:n hiukkaskiihdyttimien toimintaan ja hiukkasten havaitsemiseen. Tämän jälkeen kuljimme koeasemalle bussilla, sillä ilmaisin sijaitsi Ranskan puolella. Vierailu oli upea ja ainutlaatuinen, sillä pääsimme näkemään CMS ilmaisimen läheltä. Meillä kävi tuuri ajankohtamme kanssa, sillä CERN:ssä on käynnissä kahden vuoden mittainen tauko hiukkaskiihdyttimien käytössä, joka mahdollisti vierailun ilmaisimen.

Kuva 3. CMS kiihdytin.

Saavuimme Ranskan puolelta takaisin CERNiin, josta menimme raitiovaunulla takaisin keskustaan. Kävimme illalla katsomassa Genevenjärveä ja kiertelemässä jälleen kaupungilla.

Torstai 24.10 - Antimateriaa, sumujälkiä ja kulttuuria

Torstaipäivän aloitimme vierailulla data centressä. LHC hiukkaskiihdyttimen ilmaisimilta tuleva data saapuu tietokeskukseen, jossa saatua tietoa analysoidaan ja se tallennetaan magneettinauhoille. CERN:stä löytyy maailman tehokkaimpia tietokoneita ja erittäin paljon tietotekniikan osaamista. Tämän jälkeen tanskalainen tutkija Chris Rasmussen esitteli antimateriatutkimusta ja piti meille kierroksen tutkimuslaitoksessa. Antimateriaohjelma alpha x tutkii erittäin mielenkiintoista ja monimutkaista antihiukkasista koostuvaa antiainetta. Heillä on käytössään niin sanottu antiprotonihidastin, jolla pyritään luomaan antiprotoneita.

Lounaan jälkeen pääsimme kaikki rakentamaan omat sumukammiot. Sumukammio on ionisoivaa säteilyä havaitseva ilmaisin. Sumuun muodostuu erilaisia sumujälkiä, jotka voivat olla esimerkiksi alfahiukkasen tai elektronin aiheuttamia. CERN päivämme päätteeksi tutustuimme konetekniikkaan ja kävimme yhdellä konepajalla. Konepajalla pystytään tekemään uskomattoman monimutkaisia kappaleita metallista erilaisiin käyttötarkoituksiin.

Illalla kävimme syömässä ja istuimme Genevenjärven ylittävällä sillalla. Meidät yllätti järvessä olevat kesyt kyhmyjoutsenet ja järven sininen väri. Kaupunki on siisti ja hyvin eurooppalainen. Kaupungin kulttuurissa yhdistyy Ranska, Saksa ja Italia ja onkin vaikea sanoa mikä olisi sveitsiläistä kulttuuria.

 

Perjantai 25.10 - Viimeinen päivä CERN:ssä

 

Perjantai oli viimeinen päivämme CERN:ssä. Teoreettinen fyysikko Risto Paatelainen aloitti aamumme pitämällä innostavan esitelmän hiukkasfysiikasta teoreetikon näkökulmasta. Risto vastasi innolla kysymyksiimme ja moni saikin motivaatiota ja kiinnostusta fysiikan opintoihin.  Tämän jälkeen Joschka Pfeifer niminen tutkija esitteli meille Cloud koetta. Koe tutkii ilmastoa ja ilmastossa tapahtuvia muutoksia. Tutkimus on siitä erikoinen, että se ei liity hiukkaskiihdyttimiin millään tavalla. Koe on tärkeä esimerkiksi ilmastonmuutoksen tutkimuksen kannalta ja fysiikan lisäksi tutkimuksessa tarvitaan paljon kemian osaamista.

Päivämme päätyttyä CERN:ssä lähdimme tutustumaan Genevessä sijaitsevaan YK:n Euroopan päämajaan. YK:ssa meillä oli ohjattu vierailu, jossa pääsimme näkemään kuuluisia kokoussaleja ja upeaa arkkitehtuuria. Lähdimme tämän jälkeen Eetun kanssa vierailemaan Patek Philippen kellomuseoon. Museossa oli näytillä kellonteon mestariteoksia ja historiaa. Ei ole ihme, että kellot ovat Sveitsin suurin vientituote.

Kuva 4. YK:n istuntosali upeine kattoineen.

 

Lauantai 26.10 - projekti päättyy

Viimeisenä kokonaisena matkapäivänä suuntasimme Annecy nimiseen kaupunkiin Ranskaan. Kaupunki sijaitsi vain 30 minuutin ajomatkan päässä Genevestä. Kaupunki sijaitsee Euroopan puhtaimman järven, Lac de’Annecyn rannalla. Pääsimme tutustumaan ohjatulla kierroksella kaupungin ensimmäiseen rakennukseen ja koko kaupungin historiaan. Kaupunki tarjosi meille Sveitsin lisäksi myös aitoa ranskalaista kulttuuria.

Kuva 5. Lake Annecy.

Illalla kävimme syömässä ja oleskelimme kaupungilla. Kaikki olivat tyytyväisiä matkasta ja valmiita lähtemään kotiin. Aikaiset herätykset ja toiminnantäyteiset päivät veivät voimat jokaiselta, mutta en olisi voinut toivoa parempaa projektimatkaa. Sain kokea ja oppia paljon uutta fysiikasta ja tekniikasta. CERN motivoi opiskelemaan, pohtimaan ja tutkimaan ympäristöä. Olisi hienoa olla joskus itse töissä hiukkasfysiikan parissa.

Teksti ja kuvat: Miika Luhtamäki 17D

 

 

 

Kahvia vai kaakaota - mitä juomaksi kirjoituksiin?

Syksyllä tehtiin ihmisen biologia kurssilla (bi4) kurssitutkimus, jossa testattiin millä tavalla erilaiset juomat vaikuttavat vireyteen. Jonkinlaisena tausta-ajatuksena oli testata, millaista juomaa kannattaisi ottaa mukaan kirjoituksiin, että pysyisi mahdollisimman virkeänä vaativassa tilanteessa. Loppujen lopuksi tutkimuksessa löytyi yksi yllättävän selkeä voittaja, vaikka vaihtoehtoja piristäviksi juomiksi on nykyään pilvin pimein.

 

Piristystä oppitunnille

Tutkimus suoritettiin siten, että opiskelijat valitsivat ryhmittäin koehenkilön, joka teki tunnin aluksi internetistä löytyvällä reaktionopeustestillä testisarjan ja joi 2 dl ryhmittäin sovittua virkistävää juomaa. Juomina oli pääosin perinteiset piristeet; kahvi, kaakao, tee, kivennäisvesi ja vesi. Toki testihenkilöt joivat myös kokista ja energiajuomaa. Sen jälkeen tehtiin kymmenen minuutin välein uusi testisarja, jonka keskiarvoa verrattiin sitten alkuperäiseen testisarjaan. Muutoksista laskettiin sitten muutosprosentit, mitkä kerättiin tunnin kuluessa Excel-taulukkoon. Näin voitiin reaaliajassa seurata, kuinka juomien vaikutukset näkyvät. Käytännössä testihenkilöt olivat myös edellisenä iltana harjoitelleet reaktionopeustestin käyttöä, jotta testin mittaan tapahtuisi mahdollisimman vähän oppimista. Muutoinhan kaikki saisivat positiiviset tulokset, kun reaktioajat paranisivat testin tullessa tutummaksi.

Tehtäviä ja tuloksia

Vaikka tunnin aikana tehtiin tutkimusta, ei työnteoltakaan vältytty. Tutkimushenkilöillä ja heidän avustajillaan oli ruoansulatukseen liittyviä tehtäviä ahkeroitavana mittausten välillä, jotta keskittymistä vaativaa ja mahdollisesti väsyttävää ja vireystasoa laskevaa tekemistä riitti testin ajaksi. 

Kuva 2. Erilaisten juomien vaikutus testihenkilöiden reaktionopeuteen. Kuvaajassa on laskettu muutosprosentti verrattuna ennen virkistävää juoman nauttimista tehtyyn koesarjaan.

Kymmenen minuuttia juomien juomisen jälkeen tehtiin ensimmäiset mittaukset. Ykkössijan otti saman tien suomalaisten suosikki kahvi. Kahvia juoneella koehenkilöllä reaktiot paranivat heti vajaat 20%, eivätkä tulokset testin mittaan enää juurikaan muuttuneet. Muiden juomien osalta tulosten kehitys oli tasaisempaa, mutta selväksi kakkoseksi nousi lopulta tavallinen vesi, vaikka kokis alkuun vaikuttikin pärjäävän. Ennakkoon odoteltiin, että energiajuoma olisi pärjännyt paremmin, mutta korkeasta kofeiini ja sokeripitoisuudesta huolimatta, tee kiri kolmanneksi. Eräällä aiemmalla tutkimuskerralla toteutettiin sama asetelma, mutta sillä tavalla, että juomaa juotiin 10 min välein lisää 1 dl. Kyseisellä koeasetelmalla energiajuoma pärjäsi kahville ensimmäiset puoli tuntia, sen jälkeen tulokset kuitenkin romahtivat. Koehenkilökin alkoi tuntea olonsa sekavaksi. 

Jatkossa….

Kaiken kaikkiaan kahvi näyttäisi siis olevan paras juoma kirjoituksiin, vaikka tutkimuskirjallisuuden mukaan kahvinkin vaikutus pitäisi olla aika lyhytaikainen ja vireystason pitäisi laskea lopulta alemmaksi kuin ennen juomista. Mutta ehkäpä kuuden tunnin aikana ehtii hörpätä useamman kupillisen. Kun voittaja oli näinkin selvä, seuraavalla kurssilla voisimme tutkia, mikä on parasta ruokaa kirjoituksiin. Tosin kiinteän ravinnon sulaminen saattaa viedä hieman kauemmin. Ehtisimmeköhän saada tuloksia yhden oppitunnin aikana? Toisaalta parin tutkimuskerran tulokset eivät vielä ole kovinkaan varmoja. Perusteita tutkia juomia riittää siis tulevillekin kursseille.