יום חמישי, 18 בספטמבר 2014

ביקור לימודי ב-CERN, חלק ראשון

בסוף אוגוסט יצאתי עם כיתתי לביקור לימודי בן ארבע יממות במאיץ החלקיקים LHC הנמצא בקומפלקס של CERN, ג'נבה. שם הצופן LHC בא בשביל Large Hadron Collider כלומר מנגיש ההדרונים הגדול, ובאמת מדובר במעין "מכונה" באורך של לא פחות מעשרים ושבעה קילומטרים (...) המשמשת ליצירת התנגשויות בין הדרונים באנרגיות הזויות, מסדר גודל של כשבעה טרה אלקטרון-וולט.

זוהי הפעם השלישית בשנתיים האחרונות שאני נשלח לכאן מטעם חמד"ע, מה שעשוי (אולי) לזכות אותי בדרגת הקצונה החמדעי"ת רב-סרן... במסתרים אודה שלמרות תכיפות הביקורים תמיד אשמח לקפוץ לביקור שנתי קצרצר בפלך, ולא רק בגלל שינוי האווירה המרענן; למרבה הפלא, העיר ג'נבה והאוניברסיטה שבטבורה שיחקו תפקיד מעניין בהיסטוריה של משפחתי עוד מראשית המאה שעברה.

אבל כמובן לא בעבור עצמי באתי הלום, אלא למענם של תלמידי כיתתי המיוחדת שזה עתה עולים לשמינית. ההוראה בכיתת ההעמקה בחמד"ע, כיתה על-עירונית המאכלסת את מצטייני השכבה, היא פריבילגיה בפני עצמה וגם אתגר לא קטן אותו לקחתי על עצמי בחפץ לב מתוך חדווה מקצועית אמיתית. התלמידים מוכשרים מאוד ובעלי מוטיבציה גבוהה, ואת רעבונם להשכיל להחכים ולהעמיק באחריותי להשביע...

ההכנות לביקור קדחתניות. במהלך שנת הלימודים האחת-עשרה 'טסים' בחומר הלימוד הבסיסי, אך ברמה גבוהה ולעומק. באמצע השנה עוברים ללימודי חשמל ומגנטיות, ובבד בבד נחשפים לעולם החלקיקים האלמנטריים, לומדים מושגים בסיסייים מתורת השדות הקוונטים, חשבונות קלים של תנע ואנרגיה יחסותיים, והכרות פנומנולוגית עם המודל הסטנדרטי.

שני ימי עיון בחופשת הקיץ על זרמים מאיצים וגלאים, והופ - טיסה לג'נבה; לא להאמין שכמעט סגרנו שנה. תכנית הביקור הלימודי נמצאת באחריותם של פרופ' גיורא מיקנברג, מגדולי הפיזיקאים הנסיונאים הישראלים אי פעם - מהוגי, בוני, מפעילי ומנהלי גלאי ATLAS האגדי של CERN - ושל מיק סטור, ילידס (כלומר יליד לידס), האחראי על ביקורי קבוצות המורים והתלמידים במקום. המסגרת הכללית של הביקור לעומת זאת, באחריותי, ולעזרי ויד ימיני - עידית, מורה בחמד"ע.


גיורא מיקנברג בפורש. "אני אוהב לקחת את הסיבובים של היורה
בשבעים-שמונים קמ"ש. הכוחות הצנטרפוגלים הם נהדרים..."

מיק סטור בתמונה שלקחתי בביקורי לפני שנתיים 

ואם כבר באחריותי, הרי שאי אפשר בלי פלירטוט עם חיק הטבע. מיד לאחר רדתנו מהמטוס, ועם כל הפקעלך בבגאז' של המיניבוס המהודר, יצאנו לביקור ביערות העד העתיקים של הרי היורה... את המיניבוס השארנו עם הנהג בתחנה לחקר יערות le Tiocan ויצאנו לשעה קלה של הליכה באווירו הקריר והבשום של היער. מי היה מאמין שעוד באותו הבוקר נמעכנו כולנו תחת החופה המהבילה של גוש דאנס...




את ארוחת הצהריים החפוזה של אותו יום אכלנו כבר בטרסה של CERN. מייד לאחר מכן הושלכנו היישר לתוך המים הקפואים של hard-core physics: הרצאת מבוא לחלקיקים אלמנטריים מפיו של גיורא מיקנברג. התלמידים קצת המומים, גיורא קצת מודאג. "אתה חושב שזה היה יותר מידי?" הוא ישאל אותי אחר-כך... חככתי בדעתי ועניתי בשלילה. למרבה הצער לא אישרו לנו יותר משלושה לילות במלון שבתוך המתחם של CERN ואת הלילה הראשון נאלצנו להעביר במלון ארבעה כוכבים לא הרחק מהעיירה הציורית טוארי (Toiry).

את בוקר המחרת פתחנו בשתי הרצאות מרתקות אבל לגמרי לא קלות. ההרצאות ניתנו באולם A ע"ש על שם קארל דייויד Aנדרסון, מגלה הפוזיטרון. ההרצאות ניתנו בבניין המפורסם ביותר ב-CERN הנושא את השם הלא יצירתי "בניין 40". בבניין זה שוכנות זו מול זו שתי קבוצות חוקרים, אלו של גלאי אטלס יושבים באגף הצפון-מערבי, ואלו של גלאי CMS בזה הדרום-מזרחי, ומבטים חשדניים נורים כל העת כחיצים שלוחים מכאן ומשם... בבייסמנט של הבניין ארבעה אולמי הרצאות: Aנדרסון, Bטה, Cירי, ו-Dיראק, ובלובי קפיטריה משותפת.

בניין 40 - מבחוץ
בניין 40 - מבפנים. ברקע: תצלום הגלאי CMS.

ההרצאה הראשונה ניתנה על טכניקות האצת חלקיקים ב-LHC (כזכור, ר"ת של Large Hadron Collider) מפיו של סימון גילרדוני הפורטוגלי. ההרצאה השנייה הייתה על הבילוש הסטטיסטי המרתק אחר הממצאים, ובפרט אחר חלקיק ההיגס, מפיו של פיוטר טרוצק הפולני, שהוא במקרה גם נגן הבאס בלהקת הרוק של מדעני CERN... למרות שההרצאות ניתנו בשפה האנגלית ולמרות שהן היו טכניות למדי, התלמידים נראו מרותקים; חששותי שמא ההרצאות הללו יקשו עליהם נגוזו.



Angels & Demons בממלכת פורטוגל


Angels & Demons בממלכת פולניה
הטרסה - אתר ההסעדה המיתולוגי - היא מוסד מכובד וידוע, מרכז הכובד של חיי התרבות והחברה שב-CERN. אל מול הארי הלבן הרובץ בשלווה וגאון (כלומר המון-בלאן, הגבוה בהרי האלפים), בינות למנות הציפס והפיצה ושלל הפיגולים והמאפים שכמוהם אפשר למצוא רק בנכר, מנהלים האלופים את השיחות הכי הכי חשובות במדינת "שקל-מדד". האווירה הקוסמופוליטית המשוחררת מרנינה את ליבות הצעירים הישראלים הדנים עתה רק בעניינים שברומו של עולם... הנה כמה 'שוטים' מהווי הטרסה:

פיזיקאי העתיד בעיצומו של דיון עומק...

...על הממצאים הכי חמים בסביבה... 

...שזה עתה יצאו מהתנור של מאמאדו.

טוב, פה ושם חוטאים גם בשיחות חולין על דא ועל הא




המתחם של CERN הוא המקום היחידי שאני מכיר שבו הרב-תרבותיות היא לא רק סיסמת חוצות. גברים ונשים בני כל הגילים, מכל הצבעים, מקשת של תרבויות ובני כל הלאומים, עובדים יחדיו בשיתוף פעולה מעורר השראה; הישג לא מבוטל לכל הדעות. ובטרסה עצמה - מרכז העצבים הסוציו-קולינרי של CERN - יושבים תחת שמש לוטפת ומפטפטים זה עם זה חתני פרס נובל וסטודנטים צעירים, אורחים מכובדים ונוטים ללון, פרופסורים לפיזיקה ומהנדסים מהשורה, אנשי תחזוקה ומומחי מחשבים, תלמידים ומורים. הנה, כך זה נראה מהצד:




אנו עדיין רק ביום השני, ופעילות אחר הצהריים היום רוויית חוויות. תחילה אנו נלקחים לאתר החרושת בו מיצרים את חלקי המאיץ וכבר כאן נעתקת הנשימה אל מול ההישגים הטכנולוגים: עשרים ושבעה קילומטרים של מאיץ מקוררים לטמפרטורה של 1.7 מעלות מעל האפס המוחלט. תהליך הקירור עצמו אורך פרק זמן זניח של חודשיים (עד כמה שזכור לי). לא מפתיע איפה ש-CERN צורכת כמעט את כל מלאי ההליום הנוזלי הקיים בעולם. 

הקירור לטמפרטורה כה נמוכה הכרחי היות ואת כל המאיץ כולו סובבים מוליכי-על בם מזרימים זרמים חשמליים עצומים לצורך יצירת שדות מגנטיים חזקים במיוחד. שדות אלו מטים את מסלולי הבאנצ'ים, אלו הם מקבצי פקאטות של מאה מיליארדי פרוטונים האחת. אבל זה לא רק זה: את האלומה האנרגטית הזו מרכזים באמצעות קאודרופולים מתוחכמים. וכך קורה שמצליחים להטיח שתי אלומות זו על גבי מצחה של זו במהירות חזיתית המגיעה ל- 99.9999997% ממהירות האור (אל תתפסוני על מליונית האחוז). פיספוס המסלול - אגב - פירושו פיצוץ אלים והתכת המאיץ... 

את ביקורנו באתר החרושת מוביל מהנדס אמריקאי ממוצא יפני המדבר אנגלית במבטא פסאודו-אוקספורדי ששמו mac (כמו המחשב...) אדם חביב מאוד, בהיר מאוד, ומפורט מאוד, והוא מוביל אותנו לאורך מקטע המשמש להדגמה תוך שהוא מתעכב על הפיזיקה הכרוכה בפתרונות הטכנולוגיים. 


חשופים בצריח משמאל לימין: המדריך היפני, קרני, אורי, איילת, אדם, לילה,
עידית, אסף, נופר, ומאיה. כורעים ברך: איתמר משמאל ושחף מימין.
רואים ואינם נראים: תמר (אם כי ההסוואה אינה מושלמת...).











מיד עם תום הסיור באתר החרושת של מרכיבי המאיץ נלקחנו לביקור עוצמתי במיוחד באתר המאכלס את הגלאי CMS. זהו אחד מארבעת הגלאים העצומים הממוקמים בדרכה של אלומת הפרוטונים והוא מיועד לניטור כמה ערוצים חשובים בהתפרקות חלקיק ההיגס. וזאת יש לדעת: משך חייו של החלקיק החמקמק כה קצר עד כי יתפרק בטרם יחלוף (במהירות האור) מרחק של אטום בודד מרגע היווצרותו. למעשה, את תוצרי ההתפרקות אנו מחפשים והם אלו שיעידו על מקורם ההיגסי. 

ובכן, CMS על שום מה? על שום Compact Muon Solenoid. 'קומפקט' אמרנו? קומפקט אכן. על משמעות המילה 'קומפקטי' במילון המונחים ה-CERN-יאני, ועל המשך ביקורינו וקורותינו, בחלקו השני של הדיווח שיבוא בקרוב :)





אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה