ELTE Apáczai Csere János Gyakorlógimnázium diákcsoportjának szakmai tanulmányútjáról

Beszámoló az ELTE Apáczai Csere János Gyakorlógimnázium diákcsoportjának szakmai tanulmányútjáról. Svájc-CERN 2013. augusztus 24-29.

ELTE Apáczai Csere János Gyakorlógimnázium és Kollégium

1053 Budapest, Papnövelde u. 4-6.

Igazgató: Munkácsy László

 

Szakmai tanulmányutunkat a pályázatunkban ismertetett programtervezetnek megfelelően sikerült megvalósítanunk.

2013. augusztus 24-én reggel 7 órakor indultunk az ELTE Apáczai Csere János Gyakorlógimnázium 32 fős csoportjával hat napos tanulmányutunkra, amelynek fő célja a CERN-ben folyó kutatómunka megismerése volt.

Első hosszabb pihenőnket Passauban tartottuk, ahol felkerestük a Gizella királyné síremlékét őrző Niedernburg kolostor templomát. Bár látogatásunk a kolostoregyüttes szokásos nyitvatartási idejében volt, zárt kapuk fogadtak minket. Rövid sétánk során többek között megnéztük a három különböző színű folyó, az Ilz, a Duna és az Inn találkozását, a Régi Városháza falán Erzsébet királyné passaui látogatásának emléket állító domborművet, valamint a Városháza tornyán évszázadok óta megörökített árvízszinteket. 2013. június 3-án több mint fél méterrel volt magasabb a vízszint a korábbi, 1501-ben mért maximumnál.  

Münchenbe együtt érkeztünk a város felett átvonuló zivatarral, ami elmosta az estére tervezett sétánkat.

Vasárnap reggel kapunyitásra mentünk a müncheni Deutsches Múzeumba, ahol három órát töltöttünk. Először közösen a fizika részleget kerestük fel. Galilei dolgozószobájának rekonstrukciója láttán felidéztük jól ismert sorait:

„Kerestünk egy körülbelül tizenkét rőf hosszú, fél rőf széles, háromujjnyi vastag lécet, illetve deszkát, hosszában (az éle mentén) rendkívül egyenes, ujjnyi széles csatornát vájtunk, gondosan megtisztítottuk és megcsiszoltuk majd a lehető legfinomabb, tökéletesen sima pergament enyveztünk bele; a csatornában pedig egy tökéletesen gömb alakú és sima bronzgolyót gurítottunk le. …

Az időt pedig a következő módszerrel mértük: felakasztottunk egy nagy, vízzel teli dézsát, amelyből az aljába illesztett csövecskén keresztül vékony sugárban csordogált a víz; a kicsorgó vizet poharakban fogtuk fel mindaddig, amíg a vizsgált mozgás tartott; az így összegyűjtött vizeket időről időre megmértük egy rendkívül pontos mérlegen,…”

(Galileo Galilei: Matematikai érvelések és bizonyítások)

A mechanikától az elektromágneses hullámokig elvégezhettük és tanulmányozhattuk a legfontosabb alapkísérleteket, továbbá sok olyan jelenséget is megfigyelhettünk, amelyek bemutatására a jelenlegi szertári háttér mellett iskolánkban nincs lehetőség. Az elektromágneses jelenségek gondos megfigyelése és részletes értelmezése jól megalapozta a gyorsítók működésének megértését.  Ez különösen hasznos volt azoknak az alsóbb éves diákoknak, akik gimnáziumi tanulmányaik során még nem tanulták ezt a fejezetet.

Látogatásunk egyik csúcspontját jelentette az intézmény munkatársai által tartott nagyfeszültségű kísérleti bemutató.

A későbbiekben mindenki érdeklődésének megfelelően ismerkedhetett a további részlegekkel, a rendkívül gazdag gyűjteménnyel.

Úgy gondolom, valamennyien azzal az érzéssel távoztunk a múzeumból, hogy ide még vissza kell térni. ½ 1-kor szakadó esőben kezdtük meg 600 km-es buszozásunkat St. Genis-be, ahova este 10 óra körül érkeztünk meg. A szállodai személyzet figyelmességének köszönhetően gyorsan és zökkenőmentesen ment a szobák elfoglalása.

            Hétfőn ¾ 9-re mentünk a CERN látogatóközpontjába, hogy elintézzük a két félnapos buszos látogatáshoz szükséges formaságokat. A látogatóközponttal közös épületben található a CERN és a részecskefizikai kutatások történetét, fejlődését bemutató Mikrokozmosz című kiállítás, először ezt néztük meg. Az interaktív kiállítás egyik fő célja, hogy előkészítse a CERN kutatóhelyeinek megtekintését, az ott folyó munka elméleti hátterének és az alkalmazott kísérleti eszközök működésének minél jobb megértését. Bemutatja az LHC és a detektorok elhelyezkedését, felépítését, az adatfeldolgozás folyamatát. A mélyebb megértést segítik a szimulációs programok, melyeken tanulmányozhatjuk, hogy az egyes paraméterek megváltoztatása milyen hatással van a gyorsítás folyamatára. 

½ 11-re autóbusszal átmentünk az NA 61/SHINE kísérlethez, amely a CERN franciaországi területén található. Itt két fiatal fizikus, László András és Kövesárki Péter (mindketten egykori apáczais diákok) kalauzolt minket. Mivel ez volt az első CERN-beli napunk, először röviden bemutatták az Intézetet, majd saját kísérletükről beszéltek. A kutatóhelyen az erős kölcsönhatást vizsgálják. A CERN SPS gyorsítójának segítségével különböző részecske- vagy ionnyalábokat vezetnek egy változtatható anyagú fix céltárgyra. Az ütközésekben keletkező elektromos töltéssel rendelkező részecskék elhajlanak két 1,5 T indukciójú elektromágnes terében, miközben a részecskék röppályája 3 dimenzióban regisztrálódik az időprojekciós kamrákban. A rekonstruált röppályák alakjából következtetni lehet a részecskék töltésére és impulzusára. A kamrák után elhelyezett repülési idő detektorok pedig közvetlen sebességmérést tesznek lehetővé. A nyalábvonal legutolsó berendezésével, egy kaloriméterrel, az atommag-atommag ütközések centrálisságát vizsgálják. Az elméleti háttér ismertetése után a kísérleti összeállítás valamennyi egységét közvetlen közelről is megtekinthettük, majd megnéztük, hol történik a folyamat irányítása, a mérési eredmények összegyűjtése, értékelése. Félnapos látogatásunk végén megebédeltünk a CERN éttermében.

A tartalmas szakmai program után szikrázó napsütésben Genf óvárosának nevezetességeivel ismerkedtünk.

Este átmentünk a szomszédos településre, Thoiryba, amelynek bevásárlóközpontjában megvettük az otthonra szánt ajándékokat.

Kedd reggel ½ 9-re mentünk a CERN-be. Második napi vezetőink Béni Noémi és Szillási Zoltán fizikusok voltak. Először Szillási Zoltán tartott előadást a CERN-ről, a részecskefizikai kutatások módszereiről, az LHC-ről és a gyorsítógyűrű mentén megépített nagy detektorokról. A nagyon jól felépített, gazdagon illusztrált előadás után az SM 18 területre látogattunk el. Itt megnézhettük, hogy milyen eszközökkel történik a részecskék gyorsítása, a töltött részecskék körpályán tartása és fókuszálása. A kísérleti területen összeszerelt szupravezető mágneseken azt is megfigyelhettük, hogyan kapcsolódnak egymáshoz az alagútban a gyorsítógyűrű elemei. Utunk leginkább várt eseménye az LHC alagútba való lejutás és a CMS detektor megtekintése zárta a félnapos programot. Számunkra szerencsés körülmény volt, hogy a látogatásunk idején is zajló átépítés miatt nem működött a gyorsító, ezért le tudtunk menni az alagútba. A CMS detektor is felújítás alatt állt, a szeletekre bontott eszközön olyan részleteket is megnézhettünk, amelyek az összeszerelt detektoron már nem láthatók. A látogatás befejeztével ismét a CERN éttermében ebédeltünk, ezúttal a svájci oldalon.

Rövid bevásárlás után az ENSZ negyedben folytattuk genfi városnézésünket. Ezen a délutánon iskolánk egykori diákja, ma az ENSZ egyik szakosított szervezetének munkatársa, a városrész kiváló ismerője, Bozsóki István volt a vezetőnk.

Este St. Genis központjában vacsoráztunk, melyen részt vettek előző napi kísérőink is.

Utunk legbizonytalanabb része az utolsó napra tervezett kirándulás volt. Szerdán reggel örömmel láttuk, hogy az ég kitisztult, nyoma sincs az előző esti esőfelhőknek, az időjárás ideális a magashegységi programhoz. Chamonix-ban azt is megtudtuk, hogy az előrejelzések szerint egész nap nyugodt, napsütéses idő várható. Valószínűleg az előző napi bizonytalan időjárás miatt, viszonylag rövid volt a sor az Aiguille du Midire felvivő kötélpályánál, így hamar feljutottunk a 3842 m magas csúcsra. Az elénk táruló kép lenyűgöző volt. A látvány feledtette a légnyomáscsökkenés okozta kisebb kellemetlenségeket. (Enyhe szédülés, különösen, ha megfeledkezünk magunkról és sietve megyünk fel a lépcsőkön, kicsit szaporább szívverés, esetleg enyhe fejfájás.) Az első rácsodálkozás után kerestünk egy nyugodt helyet a teraszon, ahol elvégeztük tervezett fizikai méréseinket. Megmértük a légnyomást, a víz forráspontját ezen az alacsony légnyomáson, és a háttérsugárzást ebben a magasságban. A kísérletek elvégzése után teraszról teraszra járva gyönyörködtünk a környező hófödte hegyekben. ½ 2-kor indultunk lefelé, de a kötélpályával csak a középső állomásig mentünk. Innen gyalog folytattuk utunkat a hegy oldalában kiépített turistaúton egy közeli gleccserhez, ahonnan kisvonattal utaztunk vissza Chamonix-ba. Az autóbusz esti indulása előtt még volt néhány percünk útravaló vásárlására a parkoló melletti szupermarketben.

Este ¼ 8-kor indultunk haza a legrövidebb úton, Olaszországon és Szlovénián keresztül. Csütörtökön kora délután érkeztünk Budapestre.

A tanulmányút fontos eredményének tartom, hogy közvetlen tapasztalatot szerezhettünk a világ egyik vezető kutatóintézetében folyó munkáról. Láthattuk a kiemelkedő mérnöki teljesítmények eredményeként megvalósult, csúcstechnikát képviselő kísérleti berendezéseket. (Azóta megtudtuk, hogy a felkeresett helyszínek szorosan kapcsolódnak a 2013-as Nobel-díjhoz.) Megismerhettünk néhány sikeres életpályát a természettudományok területén, találkozhattunk egykori apáczais diákokkal, akik ma elismert kutatók, szakemberek, akiknek példája motiválhat, segítheti a pályaválasztást.

 

            Diákjaink nevében is köszönöm a Pro Progressio Alapítvány támogatását, melyet pályázatunknak megfelelően a csoport müncheni kiadásaira fordítottunk.

Münchenben töltött napunk költségei az alábbiak voltak:

 

Szállás a müncheni ifjúsági szállóban reggelivel                           940 € x 300 Ft/€ = 282 000 Ft

A szállásköltség banki átutalásának díja                                                                          7 476 Ft

A két gépkocsivezető müncheni napidíja                                                                       16 000 Ft

Csoportos belépő a Deutsches Múzeumba                                        91 € x 300 Ft/€ = 27 300 Ft

Összesen:   332 776 Ft amiből 300 000 Ft-ot fedezett a pályázaton elnyert összeg.

 

Budapest, 2013. november 10.

 

Tisztelettel


Pákó Gyula  kísérőtanár,  ELTE Apáczai Csere János Gyakorlógimnázium