(April 13, 2023) Het was niet alleen het grootste nieuws van 2012, maar van de eeuw. Een groep wetenschappers had tijdens een baanbrekende gebeurtenis het Higgs-deeltje (ook bekend als het God-deeltje) ontdekt - een ontdekking die de basis legde voor de materie die ons vormt en alles wat we om ons heen zien in het universum. Wetenschappers van over de hele wereld haastten zich om het team achter zo'n historische ontdekking te feliciteren, waaronder dr. Archana Sharma, de Indiase stafwetenschapper van CERN die bij het experiment betrokken was.
Terwijl ze contact met me opneemt via een telefoontje uit Genève voor een interview, vraag ik Dr Sharma iets waar ik al lang aan dacht. De genderkloof in STEM-onderwijs in India is zelfs vandaag de dag nog schrijnend. Hoe uitdagend was het voor haar om begin jaren 80 een master in kernfysica te volgen? 'Nou, ik denk niet dat een reis gemakkelijk is. De mijne ook niet', zegt de wetenschapper, eraan toevoegend: 'Terwijl ik bezig was met mijn doctoraat, gingen de meeste meisjes van mijn leeftijd trouwen. Tegenwoordig kunnen meisjes voet bij stuk houden en doen wat ze willen, maar de generatie waartoe ik behoor is heel anders. Mensen zouden zeggen, 'jhola leke chali hain natuurkunde padhne, kya yeh Nobelprijs layengi?' Hoewel er enorme steun was van mijn familie, hoorde ik mensen van tijd tot tijd zeggen: 'Ze is te hoogopgeleid, wie gaat er met haar trouwen?' Maar wat de uitdagingen ook zijn, je moet gewoon je tanden op elkaar klemmen en doorgaan.”
Dr. Sharma is een wereldwijd erkende wetenschapper voor haar pionierswerk op het gebied van gasvormige detectoren met micropatronen. Ze is momenteel een senior CMS-natuurkundige van de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek, bekend als CERN in Genève, Zwitserland. Ze is ook het hoofd van de betrekkingen tussen CERN en andere internationale organisaties. De Wereldwijd Indiaas, die in 2023 de prestigieuze Pravasi Bharatiya Samman ontving voor haar 'uitstekende bijdrage aan wetenschap en technologie' en als erkenning voor haar 'waardevolle bijdrage' aan het promoten van de eer en het prestige van India, droeg de prijs op aan de studenten van India en zei dat haar Indiase wortels en opvoeding hebben haar geholpen de wereld als één familie te dienen.
Een meisje uit een kleine stad met grote dromen
Dr. Sharma, geboren in Aligarh, was altijd een briljante leerling. “Ik ben opgegroeid in Jhansi en heb daar het grootste deel van mijn schoolopleiding afgerond. Mijn beide ouders waren leraren - mijn vader gaf les in werktuigbouwkunde en mijn moeder gaf les in economie en aardrijkskunde. Zij waren degenen die me ertoe aanzetten om wetenschap als mijn carrièrepad te kiezen. Ik kwam uit een middenklasse gezin, dus een goede opleiding was best belangrijk en mijn ouders zorgden ervoor dat ik dat kreeg.”
Nadat ze haar school had afgerond, verhuisde dr. Sharma naar Varanasi voor een bachelor in natuurkunde aan de Banaras Hindu University, Varanasi, waar ze ook haar master behaalde. Hoewel het nu misschien gemakkelijk lijkt, was het in de jaren 80 niet gebruikelijk dat meisjes een carrière nastreefden in STEM-gebieden (wetenschap, technologie, techniek en wiskunde). “Ten eerste hield ik van het vak en besloot ik gewoon mijn hart te volgen om een master in kernfysica te doen. Ik was nieuwsgierig om meer te weten te komen over wat de wereld om ons heen maakt en wilde het veld verkennen', zegt de wetenschapper.
Hoewel onderwijs één ding is, is het vinden van een baan iets anders. Ondanks dat ze een "goede student was, die gouden medailles had behaald", stond de wetenschapper na het afronden van haar master voor verschillende uitdagingen. "Natuurkunde is geen topcarrière als het gaat om het geven van onmiddellijke beloningen. Er waren studenten in mijn klas die elektronica en informatica volgden en een baan kregen nog voordat ze hun master hadden afgerond. Het was een frustrerende tijd voor mij omdat ik op eigen benen wilde staan en er geen toekomst in zicht was. Ongeveer twee tot drie jaar lang kreeg ik geen geschikte baan. Bovendien kreeg ik geen toegang tot de beste universiteiten om mijn Ph.D. Maar zoals ze zeggen, er komt een regenboog na de regen. Ik had geluk en kreeg de kans om Ph.D. aan de Universiteit van Delhi', zegt de wetenschapper.
Het land van de Alpen
Terwijl ze haar Ph.D. bij DU kreeg Dr. Sharma de kans om in 1987 een workshop in Triëst, Italië, bij te wonen en CERN te bezoeken. En dat was een keerpunt voor haar. “Een senior professor die op de workshop een lezing gaf, kondigde aan dat de beste student een half jaar bij CERN in Genève zou mogen werken. Het was een grote kans en die kon ik niet zomaar laten liggen. Dus ik heb hard gewerkt en heb deze kans gekregen. Ik overtuigde mijn ouders ervan dat ik naar Genève zou gaan, en mijn schoonfamilie was ook heel positief', vertelt de wetenschapper, die later een beurs won om voor drie jaar naar CERN te komen en terechtkwam in de groep detectorontwikkeling onder leiding van Georges Charpak. (Natuurkunde Nobelprijswinnaar, 1992).
Werken bij CERN is een droom voor wetenschappers over de hele wereld, en Dr. Sharma maakte het waar. In 2001 was Sharma voor het eerst uitzonderlijk in dienst bij CERN als indiaan. Maar de droom had zijn uitdagingen. “De culturele verschuiving was niet zo'n probleem. Indiërs zijn opgegroeid in een multiculturele samenleving en weten heel goed hoe ze zich moeten aanpassen aan andere culturen. De taal was echter een beetje een barrière. Ik moest Frans leren, wat een steile leercurve voor me was”, herinnert ze zich.
De taal was echter niet de enige barrière. Bij gebrek aan praktische kennis van instrumentatie en het bouwen van wetenschappelijke instrumenten, bevond de wetenschapper zich in Genève in een krappe situatie. Ze herinnert zich: “In die tijd was er een gebrek aan infrastructuur op de Indiase universiteiten. Mijn voorbereiding was dus niet zo goed als ik dacht toen ik bij CERN aankwam. Ik moest leren en begrijpen hoe geavanceerde instrumenten werkten, nu ik ze regelmatig moest gebruiken, en het werk begrijpen dat ik moest doen.”
Om de uitdaging aan te gaan, schreef Dr. Sharma zich in en behaalde een tweede doctoraat (D.Sc.) in "Instrumentatie voor Hoge-energiefysica" aan de Universiteit van Genève in 1996 en behaalde later ook een executive MBA-graad aan de Internationale Universiteit in Genève in 2001. "Maar", voegt ze eraan toe, "Het gemak van het uitvoeren van onderzoeks- en ontwikkelingswerk bij CERN was een aangename verrassing voor mij. De werkcultuur en professionaliteit hier is geweldig.”
De ontdekking van het God-deeltje
CERN heeft in samenwerking met meer dan 10,000 wetenschappers en honderden universiteiten en laboratoria tussen 1998 en 2008 de Large Hadron Collider (LHC) gebouwd om natuurkundigen in staat te stellen de voorspellingen van verschillende theorieën over deeltjesfysica te testen. "Mijn werk was om tools en technieken voor te bereiden om naar de processen met betrekking tot de oerknal te kijken."
Ze legt uit: “Het universum bestaat uit fundamentele materiedeeltjes, die quarks en gluonen bevatten, en krachten waarmee ze op elkaar inwerken. In de jaren zestig werd het Higgs-mechanisme gebruikt om uit te leggen hoe deeltjes massa krijgen. Dus om te bewijzen dat het Higgs-deeltje bestaat, moesten we een heel groot experiment doen en de LHC had een ambitieus doel om dit boson te vinden. In de jaren 1960 werkte ik aan R&D van detectoren en technieken, die later werden gebruikt om het bestaan van het Higgs-deeltje te bevestigen. Natuurlijk wist ik toen nog niet dat ik bijdroeg aan dit enorme experiment. Ik werkte aan het Compact Muon Solenoid (CMS)-experiment en het was mijn verantwoordelijkheid om ervoor te zorgen dat de detectoren voor het muonsysteem zouden worden gebouwd, geïnstalleerd, in bedrijf gesteld en vervolgens bediend wanneer de LHC werd ingeschakeld.'
Op 4 juli 2012 werd een historisch seminar gehouden om de detectie van het Higgs-deeltje aan te kondigen. “Ik stond vroeg op en bereikte CERN om 5 uur 's ochtends om plaats te nemen in het auditorium, maar ontdekte dat ik de propvolle zaal niet eens kon betreden. Het was de meest verbazingwekkende ervaring van mijn leven', deelt ze.
Vraag haar naar de theorieën die destijds rondzwierven dat de LHC mogelijk een zwart gat zou kunnen creëren en de wetenschapper grapt: “Oh, dat waren vermomde zegeningen. Je weet hoe ze zeggen 'elke publiciteit is goede publiciteit'. Dit nieuws gaf ons wetenschappers een manier om het publiek te bereiken en hen uit te leggen dat botsingen die veel groter zijn dan de hadron-botser ook plaatsvinden door kosmische straling. En toch zijn wij en het Universum nog steeds hier. Dus deze theorieën hebben ons geholpen om veel mythen rond de vorming van zwarte gaten te doorbreken.”
Jongeren in hun kracht zetten
In 2017 werd India een lidstaat van CERN en dr. Sharma coördineert samenwerkingen en begeleidt zelfs Indiase stagiaires bij CERN. Het runnen van haar eigen NGO, Stichting Life Lab Onderwijs en Onderzoekwerkt de wetenschapper aan het opzetten van samenwerkingsverbanden met onderwijsinstellingen ten behoeve van kansarme studenten. “Ik kom heel vaak naar India, geef mijn tijd aan scholen en andere wetenschappelijke en technische instellingen om lezingen te geven en met studenten te communiceren, en hen zo min mogelijk te leren over deeltjesfysica, en hoe technologie en innovatie de samenleving en duurzame ontwikkelingsdoelen kunnen beïnvloeden. "zegt dokter Sharma.
De wetenschapper werkt momenteel aan het CMS-experiment in de Large Hadron Collider en ontwikkelt een nieuw muonsysteem genaamd GEM (Gas Electron Multiplier), dat muonen in de buitenste laag van het CMS kan detecteren. studenten en is auteur of co-auteur van meer dan 1200 publicaties. Haar droom is om het leven van zoveel mogelijk studenten te raken en geavanceerde medische toepassingen uit de deeltjesfysica in het reguliere onderwijs, diagnostiek en behandelingen te brengen.
- Volg Dr. Archana Sharma op Twitter