Kategorie-Archiv: .arbeit

André in Turin: Der Anfang

Eine Übersicht über Turin mit Blick auf Piazza Vittorio Veneto.

Vorwarnung: Es werden einige Begriffe erwähnt, die mit meiner Doktorarbeit zusammen hängen, aber nicht richtig relevant für diesen Blogeintrag sind. Wenn ihr etwas also nicht versteht: denkt euch einfach Pinguin, Einhorn oder Raketenantriebssimulationsprogramm. Irgendwann werde ich meine aktuelle Beschäftigung auch mal allgemeinverständlich beschreiben.

Es ist soweit. Nach einem Jahr der Promotion folgt jetzt ein weiteres im Ausland — in Turin, Italien. Während ich das hier schreibe, sitze ich bereits südlich der Alpen und habe mindestens Internetanschluss, tatsächlich aber auch schon ein bisschen mehr.

Dazu gekommen ist es, als wir1 uns ca. zwei Wochen nach dem Start meiner Promotion zusammen mit den turiner Kollegen über die Zukunft unterhalten haben. Der Mikro-Vertex-Detektor (MVD) ist in zwei Bereiche aufgeteilt: Pixel- und Streifenteil. Für ersteren gibt es schon entsprechende Elektronikentwicklung, für letzteren noch nicht — die ausführenden Leute werden noch gesucht.
Zu dem Zeitpunkt hatte ich noch relativ wenig Überblick, wusste aber das Thema meiner Doktorarbeit: Elektronikentwicklung im Streifenteil des MVD2. Der Übereinstimmungskoeffizient liegt bei ungefähr 1 und ich werde hellhörig. Ein paar lose Überlegungen und ca. zwei weitere Wochen später steht dann »fest«: André nach Turin!

So richtig fest war das »fest« dann aber doch noch nicht. Nur weil man die Idee hat, heißt das ja noch nicht, dass man den Passierschein A38 auch wirklich bekommt. Es folgte eine fast ein Jahr dauernde Oddysee durch Klärungsgespräche, Anträge für Gelder, Diskussionen mit Reisekostenstellen und ca. 491,3 E-Mails. Aber: Ende gut, alles gut, ich bin in Turin. Woohooo!

Mein neues Zimmer in einer Turiner WG. Noch etwas spartanisch, ich bin ja aber auch erst vor ein paar Tagen eingezogen.
André Goerres

Mein neues Zimmer in der WG Nr. 93. Noch etwas spartanisch, ich bin ja aber auch erst vor ein paar Tagen eingezogen und hatte nur leichtes Gepäck mit mir.

Wie das so ist, wenn man irgendwo neu anfängt: man hat erstmal ganz viel Krams zu organisieren. In meinem Fall zum einen das Verwaltungsgedöns am Institut (INFN4), zum anderen natürlich aber auch der Krempel, den man zum Leben hier braucht. Wie komme ich zur Arbeit? Wie beantrage ich eine Steuernummer (Codice Fiscale)? Und wo zum Teufel soll ich schlafen?

Während alles normalerweise recht schnell erledigt und mit der Hilfe der netten Menschen um mich rum ziemlich einfach ist, machte mir die Wohnung etwas größere Sorgen. Die Suche nach einer passenden hat nämlich noch ein paar verkomplizierende Parameter in der Gleichung, insbesondere meine fehlenden Italienischkentnisse sind eher so exponenziell unglücklich. Aber, glücklich wie ich bin, habe ich über vier Bekanntheitsebenen eine WG-Wohnung vermittelt bekommen, die ich mir angeschaut habe, für gut befunden habe und dessen beide Bewohner den komischen Deutschen auch aufnehmen wollten. Ein zweites »Wooohoooo!« ist also angebracht.

Wenn man die großen Fenstertüren meines Zimmers öffnet, erwartet einen eine typisch iatlienische Straßenzeile.
André Goerres

Wenn man die großen Fenstertüren meines Zimmers öffnet, erwartet einen ein Balkon mit Blick auf eine typisch iatlienische Straßenzeile.

Vor allem, weil die Wohnung wirklich super ist. Vier altbauhohe Zimmer, eines davon ein gemeinsames Wohnzimmer, dazu eine Küche mit Charme5 und ein großer, krempelbesetzter Flur. Der Weg zur Arbeit wird demnächst mit einem noch zu organisierenden Fahrrad bestritten6 und die Gegend selber ist kein Ausgehbereich, man hat Nachts also seine Ruhe. Sieht man von gelegentlichen Hupeinlagen ab. Überhaupt: die Hupe scheint in Turin das wichtigste Teil am Auto zu sein.

Jedenfalls, ich bin also jetzt hier, wohne mich ein und lasse mich langsam italienifizieren. Letzteres führt vor allem dazu, dass ich dauernd hupe schon zweimal unter der Woche raus war, was zuletzt in der Studentenzeit vorgekommen ist. Aber da die Arbeitszeiten hier eh ein wenig nach hinten verschoben sind, macht das nicht so viel aus.

Jetzt, wo die Basisdinge erledigt sind, freue ich mich unglaublich auf das bevorstehende Jahr hier. Woohoooo!

  1. Wobei ich bei dem »wir« eine eher zuhörende Rolle gespielt habe, so als Frischling. []
  2. Der konkrete Titel ist natürlich etwas … konkreter, der Sinn ist aber gleich. []
  3. Das steht zumindest auf dem Klingelschild []
  4. Instituto Nationale di Fisica Nucleare — die nationale Kernforschungsgesellschaft, die es quasi in allen größeren Städten gibt. Vergleichbar mit der Max-Planck-Gesellschaft in Deutschland. []
  5. lies: altmodisch. Aber das ist das ganze Gebäude, passt also. []
  6. Turin ist kein hügeliges Aachen, ideal also für Fahrradfahrer. Wenn man denn auf die Straßenbahnschienen aufpasst. []

Anfang der Diplomarbeit

Diplomarbeit. Meine Mutter sagt immer, man könne auch eine Diplomarbeit über einen Bleistift schreiben, wenn sie ausdrücken will, wie vielfältig die Themengebiete einer solchen Arbeit sein können. Jetzt hat so ein Bleistift aber leider wenig mit Teilchenphysik zu tun, mein Thema wird also ein anderes sein.

Antizähler-Integration und -Inbetriebnahme bei AMS-02

Schemazeichnung von AMS Toller Titel, nur versteht damit keiner, worum es jetzt eigentlich geht. Das ist ein immanentes Problem bei Diplomarbeiten, die aufgrund ihres geringen Zeitumfangs (ca. 1 Jahr in Physik) immer nur einen Teil eines größeren Ganzen abdecken können.
Bei mir geht es um einen Teil (Antizähler) eines Großexperiments (AMS-02), das ich mehr oder weniger hauptverantwortlich übernehmen soll, weil der bisher dafür verantwortliche Doktorand nach Berkeley wechselt.

Zunächst kurz etwas zu AMS: Die zweite Version1 des Alpha Magnetic Spectrometers ist ein Teilchendetektor, der an die Internationale Raumstation angedockt die Bestandteile der kosmische Hintergrundstrahlung vermessen wird. Davon verspricht man sich neue Erkenntnisse über bisher unerklärte Teile des Universums2 und somit ein vollständigeres Weltbild.

AMS mit Position des ACC Der Antizähler (engl. ACC für Anti-Coincidence-Counter) soll dafür sorgen, dass man auch wirklich saubere Strahlungs­durch­gänge aufzeichnet. Passiert z.B. mit der Strahlung auf dem Weg durch den Detektor etwas, ist sie nicht mehr unverfälscht und somit relativ unbrauchbar. Erkennen tut man das an sekundärer Strahlung, die seitlich den Detektor verlässt — im Gegensatz zu einem sauberen Ereignis, das einfach von oben nach unten durchgegangen ist.

Gebaut war dieser Antizähler schon fertig, als ich in das Team dazugestoßen bin. Passenderweise fiel mein Anfang am Institut mit dem Einbau des Antizählers in den Restdetektor zusammen, so dass ich direkt einen schönen Einstieg hatte.
Jetzt geht es darum zu kontrollieren, ob alles rund läuft und das macht, was man erwartet. Dazu gehören zum einen die Auswertung von ziemlich vielen Daten am PC und zum anderen häufigere Aufenthalte bei AMS. Momentan steht das noch im CERN in Genf, wird aber bald nach Noordwijk3 verfrachtet. Dort stehen dann weitere Tests an, die die Weltraumtauglichkeit beweisen sollen und wenn das alles klappt, geht es nächstes Jahr im April nach Florida ins Kennedy Space Center — das ist da, wo die Space Shuttles immer starten.
Ich werde also im kommenden Jahr ziemlich viel unterwegs sein und was soll ich sagen: ich freue mich drauf!

Um nicht das Blog mit vielen langweiligen Statusberichten meiner Arbeit zu füllen, mache ich das im dafür eingerichteten Posterous-Blog „André macht Diplom„.4 Aber hier wird es (hoffentlich) auch ab und an Updates geben.

  1. die erste Version flog an Bord des Space Shuttles []
  2. Stichwörter sind hier Dunkle Materie und Antimaterie-Atome bzw. ganze Antimateriesterne []
  3. Das liegt an der niederländischen Küste []
  4. Danke an Andi, für die Inspiration []

Gletscher, verschwindet endlich!

Ich bin ja momentan ein bisschen schreibfaul was das Bloggen angeht.1 Sowohl hier, in der BlogKade als auch im physikBlog. Aber das, was ich gerade gelesen habe ist sowas von WTF?!, dass ich es einfach schreiben muss.

In meinem „Alternative Energietechnik“-Skript, das eigentlich bessere Energiequellen aufzeigen sollte, als die, die wir momentan nutzen, schlägt doch ernsthaft folgendes vor:

[Es geht darum, Schmelzwasser aus Gletschern zum Energiegewinn zu nutzen:]
Der Schmelzeffekt könnte noch variiert werden, wenn größere Flächen auf dem Eis geschwärzt würden und so eine lokal höhere Absorption für die Sonneneinstrahlung erreicht würde.

Das Gletscherschmelzen geht also noch nicht schnell genug? Lieber ein wenig nachhelfen! Ist ja auch logisch, die gibts eh nicht mehr so lange, dann ists ja eigentlich auch egal. Oder?

  1. Nächste Woche Diplom-Prüfung im Nebenfach und ein Seminarvortrag, danach hoffentlich wieder mehr. []

Ich auf Achse #4

Zunächst mal entschuldige ich mich für die lange Pause, irgendwann war auch meine Zeit im CERN vorbei und dann ging es erstmal in Richtung Festival (kein Internet), Konstanz (Internet umständlich) und wieder nach Hause (jede Menge Krams nachholen), so dass ich nicht zum Schreiben kam. Aber dazu komm ich dann später noch einmal.

fiktives Schwarzes Loch CERN also, dieses komische Dingen in Genf, an dem die Forscher wahlweise Antimateriebomben, den Urknall oder schwarze Löcher produzieren oder gleich die ganze Welt untergehen lassen wollen. Alles Humbug, sagen die Forscher, Antimaterie wird zwar produziert, aber nur in winzigen Mengen. ‚Nen großen Knall produzieren sie auch, aber damit wollen sie eher den Urknall besser verstehen denn selber einen machen. Große schwarze Löcher entstehen durch Kollapse riesiger Sterne, nicht durch Kollisionen von einer Handvoll Protonen – und die kleinen Löcher haben so eine kurze Lebensdauer, dass sie weg sind, bevor man sie sieht. Warum die Welt jetzt nicht untergehen soll hab ich wieder vergessen, ist aber auch nicht so wichtig.

Besuchergruppe in der Kaverne von CMS Und warum schreib ich das jetzt? Weil auch ich mich von ein paar Vorstellungen gelöst und mir die Realität angeschaut habe. Zusammen übrigens mit ein paar Leuten aus der Supersymmetrie-Vorlesung, die wegen irgendwelchen Geldern aus der Exzellenzinitiative mitfahren konnten.

links: CMS, rechts: Strahlrohr Zu Sehen und Bestaunen gab es z.B. 2,51 der 4 großen Experimente, die entlang des 27 km langen Tunnels aufgebaut sind. Im Tunnel nämlich werden die Protonen beschleunigt um dann an bestimmten Stellen zur Kollision gebracht zu werden. Damit man auch was davon hat und gucken kann, was passiert ist, baut man an diesen Stellen riesige Hallen in 100 m Tiefe und stellt gefühlt noch größere, hochkomplexe Dingense in selbige.

Blick in den (noch offenen) CMS-Detektor Dummerweise entsteht bei diesen Kollisionen ein Haufen hochenergetischer Strahlung, also noch schlimmer als radioaktive Strahlung, weil viel mehr und viel böser. Die ballert so ordentlich, dass auch die Elektronik, die in diesem Bereich untergebracht ist, speziell gebaut werden muss, damit sie keine Strahlenschäden davonträgt. Und weil das extrem teuer ist, baut man nur einen Bruchteil direkt an die Detektoren und den ganzen Rest mal hinter eine mehrere Meter dicke Betonwand in eine Nebenhalle oder an die Erdoberfläche.

Kabelleitungen vom Detektor weg Das nächste Problem sind die riesigen Datenmengen am Beispiel von CMS: Pro Kollision erwartet man etwa 20 Wechselwirkungen zwischen Protonen, die restlichen ziehen ihre Bahnen und kommen nach nur 90 µs2 wieder am Experiment vorbei und Kollidieren erneut. Nun gibt es nicht nur ein Paket im Strahl, sondern etwa 2800, so dass pro Sekunde grob gerundet 40 000 000 Kollisionen, die ihrerseits wiederum mehrere Ereignisschauer produzieren. Man erwartet Rohdaten, die im Detektor gemessen werden von ca. 300 GB/s.3

Die Auslese im Nebenraum Das alles über Kabelleitungen aus dem Detektor zu bekommen und live niederzuschreiben ist utopisch, daher gibt es drei Ebenen der Datenanalyse: Am Detektor direkt an der Hardware sitzen Trigger, die schon mal vorab entscheiden, ob die gemessenen Daten was sind oder nicht – diese Brechen die Zahl der gemessenen Ereignisse um einen Faktor 1000 auf 300 MB/s herunter, was über Kabelleitungen gut verschickt werden kann. In der zweiten Ebene übernehmen die Computer in den Nebenhallen vom Experiment eine etwas genauere Analyse und entscheiden, welche Daten interessant zum speichern sind. Diese 100 Datensätze pro Sekunde sind dann schließlich wenig genug, um es auf Festplatte/Magnetbänder schreiben zu können und in der dritten Stufe, dem internationalen Computernetzwerk bzw. Grid, detailliert auswerten zu können.

Das kleine Graue in der Mitte ... das sind Menschen Insgesamt war es eine sehr faszinierende Sache, dieses 12 500 Tonnen schwere Dingens in einer Höhle 100 m unter der Erde zu sehen (die Kaverne wurde übrigens teilweise in Grundwasser gebaut, dass mit flüssigem Stickstoff vereist werde musste, damit man gescheit buddeln und Beton gießen konnte). Noch erstaunlicher ist, wie viel Arbeit da drin steckt. Man muss sich einmal vor Augen halten, dass seit Anfang der 90er Jahre über 2300 Leute daran sitzen, welche Schraube und welche Kühlleitung wo genau verbaut wird und wie viel mm man für Platine xyz zur Verfügung hat. Wenn dann da nur einer in den Planungen Mist baut oder man feststellt, dass z.B. der Eisenpreis auf einmal doppelt so teuer geworden ist und man umplanen muss, dann wirds richtig heikel.

Aber anscheinend hat am Ende alles geklappt, CMS ist fast fertig, es werden noch letzte Feinarbeiten vorgenommen und wahrscheinlich noch während ich das hier tippe wird der Detektor endgültig zusammengefahren.

Wer noch ein wenig mehr staunen oder lernen will, dem kann ich die Video-Sammlung von CMS wärmstens ans Herz legen, viele interessante Sachen. Und die Uhr auf der Startseite des CMS-Projekts ist auch einen Blick wert.

to be continued…

Bilder aus meinem Picasa-Album, aber vorsicht, mögliche Spoiler.

Die anderen Teile:
Teil 1 | Teil 2 | Teil 3 | Teil 4

  1. 2,5 deshalb, weil ATLAS gerade, als wir es uns anschauen wollten, einen Evakuierungsalarm hatte und wir nicht runter konnten. Wir haben daher nur den Kontrollraum und den Eingang an der Oberfläche gesehen []
  2. der Strahl geht quasi mit Lichtgeschwindigkeit durch den Tunnel []
  3. Daten aus Gedächtnis und Wikipedia (LHC, Grid) []