CMS-koeaseman eläköitynyt projektinjohtaja, professori Jorma Tuominiemi jatkoi siitä, mihin tiistaiaamuna oli jäänyt. Silloinhan hän valotti aineen standardimallia eli keskittyi hiukkasfysiikan teoriaan. Kokeellisena fyysikkona hän pääsi vasta nyt kuitenkin kunnolla vauhtiin selittäessään CMS-koeasemalla käytettävien hiukkasilmaisimien toimintaa.
Luennolla käytiin hyvin seikkaperäisesti ja havainnollisesti läpi koko prosessi protonien synnystä niiden törmäämisen aiheuttamien ilmiöiden havainnointiin. Kiihdytettävät protonit saadaan aikaan irrottamalla vetykaasusta elektronit sähkökenttää apuna käyttäen. Vetyatomissahan on yksi elektroni kiertämässä yhden protonin ydintä ja elektronin irrottua käytössä on paljas protoni.
Protonit kiihdytetään sähkökentillä lineaarikiihdyttimessä tiettyyn nopeuteen, jonka jälkeen ne ohjataan rengasmaisiin kiihdyttimiin. Jokaisessa toinen toistaan suuremmassa renkaassa protonit saavat lisää vauhtia ja lopulta ne ohjataan 27 kilometriä pitkään LHC-renkaaseen. LHC:ssä 7 cm pitkät protonirihmat saavuttavat lähes valonnopeuden ja ovat valmiita törmäämään vastakkaisesta suunnasta tulevaan samanmoiseen rihmaan.
Törmäyksessä syntyy valtaisa määrä erilaisia hiukkasia ja kaikki ne havaitaan törmäyskohdan ympärillä olevilla sisäkkäisillä ilmaisimilla. Tiistaina pääsimme seisomaan kyseisen punaisen lieriön viereen ja nyt meille avattiin se teoreettisesti kerros kerrokselta. Ja lopussa kiitos seisoi -tiedämme nyt, kuinka tutkimustuloksista havaitaan kesällä löydetty Higgsin bosoni.
Aamupäivän opintojen seurauksena opiskelijat osannevat nyt selittää satunnaiselle vastaantulijalle LHC-kiihdyttimen toimintaperiaatteen alusta loppuun. Haastakaapa, mummot ja papat, heitä kertomaan aiheesta!
Iltapäivällä opintojen aihe muuttui radikaalisti. Ilmastonmuutos puhuttaa ihmisiä laajalti ja tokihan fyysikotkin sitä tutkivat. Siis oikeasti tutkivat eivätkä latele viisauksia mutu-pohjalta. Antti Onnela kertoi Cernin CLOUD-kokeesta, jolla pyritään selvittämään kosmisen säteilyn vaikutusta pilvien syntyyn ja sitä mukaa lämpötilojen vaihteluun maapallolla.
Kosmiset säteethän ovat esimerkiksi neutronitähden räjähdyksissä syntyviä hiukkasia, jotka matkaavat avaruudesta kohti maapalloa. Matkalla ne muuttuvat erilaisiksi hiukkasiksi ja ilmakehässä ne aiheuttavat ionisaatiota. Ionisaation kasvu lisää pilvien muodostumista ja tätä yhteyttä siis CLOUD-hanke tutkii. Nuo avaruudesta saapuvat hiukkaset muuten eivät ole mitenkään poikkeuksellisia, kehosi läpi menee juuri tälläkin hetkellä myoni jos toinenkin... Odotamme tuloksia mielenkiinnolla!
Päivän lopuksi diplomityötään Cernissä tekevä TTY:n teekkari Ville Mäkinen kertoi CLIC-projektista eli Geneveen suunnitteilla olevasta 40 km pitkästä lineaarikiihdyttimestä. Lineaarikiihdytin on nimensä mukaisesti suora kiihdytin toleranssin ollessa yhden nanometrin suuruusluokkaa. Nanometrihän on metrin miljardisosa! Teoriassa sellaisen putken rakentaminen on kosolti käytäntöä helpompaa.
Lineaarikiihdytintä tarvitaan elektronien kiihdyttämiseen riittävään nopeuteen ennen törmäystä. No, miksei laiteta elektroneja jo valmiiseen rengasmaiseen LHC-kiihdyttimeen? Kas kun elektroni on massaltaan paljon LHC:ssä nyt kiihdytettäviä protoneja kevyempi ja menettäisi ympyrärataa kiertäessään valtaosan energiastaan ns. synkrotronisäteilyn vuoksi. Jos haluttaisiin kiihdyttää elektronit lähes valonnopeuteen, pitäisi hankkeeseen kytkeä kaikki maailman ydinvoimalat eikä sittenkään riittäisi teho. Lineaarikiihdyttimessä ei tätä ongelmaa -siksi siis suora putki!
Torstaiaamuna pääsemme antimaterian kimppuun! Varastamme osan ja hyökimme Vatikaaniin niinkuin tapana on...
-Sakari
