Linie directă către univers

Ce ne ține cosmosul unit în punctul central? Oamenii de știință de la CERN caută răspunsuri la marile întrebări ale fizicii. Mașinile de eroziune cu sârmă de la GF Machining Solutions contribuie la acest lucru.

Said Atieh și-a găsit jobul de vis. „Mă mișc într-un mediu multicultural și multidisciplinar“, a declarat inginerul mecanic cu entuziasm. „Aici la CERN, sunt reprezentate multe ramuri ale științei și toți colegii lucrează întotdeauna la limita posibilului. Avem un amestec unic de oameni, culturi și discipline aici. Suma eforturilor lor creează rezultate excelente”.

CERN în cifre

de state sunt implicate în prezent, în cel mai mare centru de cercetare din lume pentru fizica particulelor. Bugetul anual pentru cercetare este de 1,2 miliarde CHF.

de angajați lucrează permanent la CERN.

de magneți accelerează particulele din LHC, aproape de viteza luminii.

de oameni de știință colaboratori din întreaga lume sunt implicați în diverse proiecte de cercetare ale CERN.

Atieh lucrează pentru Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară din Meyrin, în apropiere de Geneva (Elveția), cunoscută mai bine sub numele de CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire). De la înființarea organizației în 1954, oamenii de știință au căutat răspunsuri la întrebările fundamentale ale fizicii la cel mai mare centru de cercetare din lume pentru fizica particulelor: Din ce este compusă materia? Ce forțe o țin laolaltă? Ce s-a întâmplat imediat după Big Bang?

Pentru a găsi răspunsuri la aceste întrebări, cercetătorii CERN operează acceleratoare enorme de particule care le permit să pătrundă în natura materiei și a forțelor din univers. Multe descoperiri științifice au fost realizate în ultimele decenii cu ajutorul unor sisteme complexe. Cercetătorii au sărbătorit o descoperire spectaculoasă în 2012: La momentul respectiv, ei au demonstrat pentru prima dată existența particulei Higgs, care conferă masă tuturor lucrurilor din univers.

CERN colaborează cu GF Machining Solutions din 1980. Deviza este gândirea și dezvoltarea într-o manieră orientată către soluții. Aici, la locul de muncă: echipa atelierului principal al CERN în jurul Said Atieh (al 2-lea din stânga) cu Patrick Debonneville, inginer de vânzări la GF Machining Solutions (d.).

Mai frig decât în cosmos

Din 2010, cercetătorii CERN operează acceleratorul de particule Large Hadron Collider (LHC), care este și cel mai mare din lume. Este găzduit într-un tunel circular cu o circumferință de 27 de kilometri și se întinde pe o adâncime de 100 de metri atât sub teritoriul elvețian, cât și sub cel francez. LHC oferă câteva aspecte la superlativ: Unul dintre acestea este că magneții care păstrează particulele pe orbită au o temperatură de minus 271 de grade Celsius – mai frig decât în cosmos. Construcția și operarea unei instalații ca LHC necesită cele mai bune echipamente și materiale disponibile pe piață – și ingineri și tehnicieni creativi. Aici intervine Said Atieh: Conduce atelierul principal CERN cu 50 de angajați, unde sunt create prototipuri pentru noile componente LHC

Oamenii de știință de la CERN caută răspunsuri la marile întrebări ale fizicii. În acest sens, îi ajută cel mai mare accelerator de particule din lume și alte mașini. Vedeți imagini uimitoare cu acestea în înregistrarea video.

Rapid și precis

Nu e de mirare că CERN este un client foarte special pentru GF Machining Solutions. „Deoarece tehnicienii și oamenii de știință lucrează întotdeauna la limită, aceștia au nevoie și de echipamente de ultimă generație”, a declarat Patrick Debonneville, care lucrează la GF Machining Solutions de 41 de ani și ca inginer de vânzări în domeniul Electrical Discharge Machining (EDM) din 1995.

CERN lucrează cu GF Machining Solutions din 1980: La acea dată, centrul de cercetare a cumpărat prima mașină de eroziune cu fir, urmată de un model mai nou în 1998. Pe măsură ce durata de viață utilă a acestora ajuns la sfârșit, Patrick Debonneville la sprijinit pe Said Aiteh în achiziționarea unui nou aparat CUT P 800, în 2018. A fost nevoie de răbdare pentru a găsi un răspuns la fiecare întrebare – din punct de vedere tehnologic și economic.

În interiorul mașinii, scânteile electrice sar de 600.000 de ori pe secundă între o sârmă subțire și piesa de prelucrat, rezultând o temperatură de aproximativ 15.000 de grade Celsius în anumite puncte. „Acest lucru permite debitarea mult mai precisă a metalelor decât cu o mașină de frezat”, a explicat Debonneville.

Un angajat al CERN verifică setările CUT P 800. Mașina de eroziune cu sârmă debitează metalele cu o precizie mai mare decât mașina de frezat.

Materiale exotice

La CERN, tehnicienii lucrează adesea cu materiale exotice în atelier. Aceasta include, de exemplu, metalul numit niobiu, a cărui conductivitate mare este necesară pentru a genera câmpuri magnetice ridicate. „Avem nevoie de componente noi din niobiu pentru a face LHC și mai puternic în viitor sau pentru a construi acceleratoare de particule complet noi”, a explicat Atieh. „Pentru a face acest lucru, trebuie să producem componente precise, foarte filigranate, cum ar fi rezonatoarele cu cavitate pentru extinderea LHC – sarcina perfectă pentru mașinile de eroziune cu fir”.

Cu toate acestea, au fost necesare unele ajustări ale tehnologiei, după ce aproape toți ceilalți clienți GF au tăiat cu aceasta materiale mai obișnuite, cum ar fi oțelul, aluminiul sau titanul. Datorită comportamentului niobiului în timpul prelucrării, specialiștii în aplicații ai GF Machining Solutions au fost nevoiți să adapteze unele proprietăți ale mașinii, cum ar fi tensiunea sârmei sau frecvența tensiunii electrice, pentru a putea îndeplini nevoile specifice ale CERN. Timp de doi ani, Said Atieh și Patrick Debonneville au făcut schimb de propuneri și soluții. În martie 2021, a sosit momentul: Noul CUT P 800 a fost livrat în atelierul principal al CERN. În următorii 20 de ani, acest echipament va contribui la răspunsurile la marile întrebări ale fizicii.

Premii Nobel

1984: Cercetătorii CERN Carlo Rubbia și Simon van der Meer primesc Premiul Nobel pentru fizică, pentru descoperirea particulelor W și Z.
1992: Georges Charpak primește Premiul Nobel pentru fizică, pentru dezvoltarea detectoarelor de particule.

Vid extrem

Vidul din interiorul LHC este similar celui din spațiu. Această constelație experimentală asigură că particulele circulante se ciocnesc numai cu propriile lor molecule și nu cu cele de aer. Cu toate acestea, necesită un efort considerabil: Este nevoie de aproape două săptămâni pentru ca pompele speciale să evacueze cât mai mult aer din acceleratorul de particule.

CUT P 800: Mașina de eroziune cu sârmă detectează automat materialul utilizat, stabilește parametrii corespunzători și oferă cea mai mare precizie.

Cercetătorii CERN folosesc niobiul pentru a genera câmpuri magnetice în acceleratorul de particule. Acest metal greu rar are o conductibilitate foarte mare.

Pentru expansiunea acceleratorului de particule, CERN trebuie să fabrice componente foarte filigranate, cum ar fi rezonatoarele cu cavitate. Aceasta este sarcina perfectă pentru mașinile de eroziune cu sârmă.

Patrick Debonneville, Sales Engineer în domeniul Electrical Discharge Machining (EDM) din cadrul GF Machining Solutions (d.), discutând cu doi angajați ai CERN, în laboratorul principal.

Cu un diametru de 15 metri, o lungime de 21 de metri și o greutate de 14.000 de tone, solenoidul Compact Muon este cel mai greu detector montat vreodată pe un accelerator de particule.

„Ne cunoaștem și avem încredere unul în celălalt de mult timp”

Said Atieh conduce atelierul principal al CERN din Meyrin, de lângă Geneva. Inginerul mecanic vorbește despre rolul său în Centrul European de Cercetare și despre cooperarea îndelungată cu GF Machining Solutions.

Said Atieh lucrează pentru Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară din Meyrin, în apropiere de Geneva (Elveția).

Ce rol joacă atelierul dumneavoastră în cadrul CERN?

Facem parte din departamentul de inginerie, care este responsabil pentru proiectarea, fabricarea și asigurarea calității noilor componente ale acceleratoarelor sau ale detectoarelor de particule. Oamenii de știință și tehnicienii de la CERN vin la noi cu idei pentru prototipuri, pe care apoi le construim în conformitate cu specificațiile lor cu mașinile noastre. Aceasta are o tradiție foarte lungă aici: Atelierul nostru a fost una dintre primele clădiri de pe șantierul CERN de la sfârșitul anilor 1950, de care suntem foarte mândri până în ziua de azi.

Cum vă sprijină GF Machining Solutions în activitatea dvs.?

Avem nevoie de mașini cu care putem asigura cea mai mare precizie în prelucrarea materialelor parțial exotice, cum ar fi niobiul. În același timp, mașinile noastre nu trebuie să fie piese individuale personalizate. Ne bazăm pe standardele industriei, deoarece prototipurile noastre urmează să fie fabricate în cantități mai mari de către companii din statele membre CERN pe aceleași mașini. GF ne oferă atât o calitate excelentă a mașinilor și a prelucrării, cât și posibilitatea de a le utiliza la nivel mondial în industrie.

Ce apreciați la această colaborare?

GF Machining Solutions este un partener important pentru noi. Ne cunoaștem și avem încredere unul în celălalt de mult timp. Pe lângă calitatea produselor, apreciem și service-ul pro-activ și foarte fiabil: Dacă avem nevoie de sprijin, întotdeauna vine rapid un expert GF la fața locului. În plus, partenerii noștri înțeleg foarte bine de ce avem nevoie. Aceasta nu este o problemă, ținând cont de cerințele noastre foarte speciale.