在全球最大的粒子物理實驗室 CERN，成千上萬的科學家正在努力探尋尚未解決的物理奧秘。具有自動化技術的智慧靈活應用設備，為他們的寶貴科學研究提供了支援。其中，Festo 閥島 VTSA 控制著緊湊渺子線圈探測器 (CMS) 的實驗洞穴中空氣的分析過程。
在日內瓦湖附近的地下深處，歐洲核研究組織 CERN 的大型強子對撞機 (LHC) 粒子加速器中，巨型探測器篩選出亞原子粒子流，收集大量數據，並使用強大的演算法對其進行分析。現代技術可以在更大範圍內看見維繫宇宙的微小粒子。
2012 年，隨著希格斯玻色子的發現，粒子物理學到達新的里程碑。早在 20 世紀 60 年代，科學家 Robert Brout、Francois Englert 和 Peter Higgs 就預測了它的存在。根據當時的粒子物理學標準模型，嚴格來說它應該沒有質量。亞原子粒子應該是以光速運動。然而，如前所述，它們應該是沒有質量的。儘管如此，這三位研究人員還是建立了希格斯場論。根據這一理論，希格斯場會減慢最小粒子的速度（就像穿過蜂蜜的珠子一樣），從而使它們具有慣性並因此具有質量。50 年後，終於有了重大突破。在大型強子對撞機 (LHC) 中，質子會加速到接近光速的速度，並發生碰撞。此時希格斯玻色子會脫離希格斯場，因此有可能對其進行測量並證明它們確實存在。因此，物質的存在得到了證明。Higgs和 Englert 因其理論榮獲 2013 年諾貝爾物理學獎。Brout於 2011 年逝世。
在 CERN 進行的研究，涉及到驚人規模的科學工作。該研究組織成立於 1954 年，每年從 22 個成員國獲得近 10 億歐元的資金，目前擁有 2500 多名科學家。來自世界各地的 12,000 多位客座科學家致力於 CERN 實驗。世界上最大的粒子物理實驗室運作著由多個加速器組成的網路，這些加速器可為各種實驗準備各種粒子。其中包括用於研究質子結構的渺子、用於建立物質狀態的重離子以及用於觀測外來核的放射性離子束。
LHC 是世界上最大、功能最強的粒子加速器。它位於地下約 100 公尺的圓形隧道中，周長 27 公里。LHC 利用強電場將能量傳輸給粒子束，然後利用磁場引導粒子束穿過系統。粒子獲得越來越多的加速能量，直到以接近光速的速度（每秒 11,245 次）繞著 LHC 旋轉。當它們碰撞時，四台巨型探測器 CMS、ATLAS、ALICE 和 LHCb 會記錄發生的情況。
CMS 探測器是技術先進的探測設備，其長度為 21 公尺，直徑為 15 公尺，重達 12,500 噸。它由 1 億個獨立的測量元件組成，每秒可進行 高達4000 萬次測量，是有史以來最複雜、最精密的科學儀器之一。為防止測量誤差，所有影響因素必須保持在規定的公差內。
影響因素還包括地下洞穴中周圍環境和排出空氣的成分。為了確保始終正確的操作，會在探測器內外部的 100 多個測量點連續抽取空氣進行分析。鑒於名稱中的「緊湊」一詞也意味著不可能隨時隨地進行快速干預，安全就尤其重要。在緊急情況下，例如探測器中氣體洩漏或起火，可能需要長達兩周的時間才能到達緊急通口以進入內部區域。
過去，每個單獨的空氣提取點都有單獨的分析設備，導致成本高昂。此外，在依據 CERN 標準的情況下，維護成本和潛在故障率過高。自 2016 年初以來，VTSA 型閥島一直確保以盡可能最快的路線，將空氣流引至分析設備。新的解決方案將所需的分析設備數量減少了 10 倍。現在，空氣流被集中起來然後分配給下游的分析設備。VTSA 的主閥由壓縮空氣引導，其優點是對 CMS 探測器磁力不敏感。閥島的配置符合 CERN 的特定要求。最重要的技術調整是可逆操作。
在正常運行中，來自測量線的空氣通過閥島進入下游分析站。同時，所有其他測量線均在低壓操作中進行永久。因此，當切換到下一個測量線時，在閥的位置可以使用目前的環境空氣。這種靈活的應用方式表明，VTSA 的高品質標準組件可以提供智慧的技術解決方案，從性能和成本兩方面為 CMS 帶來長期的效率提升。
自動化空氣分析聯合專案於 2015 年 8 月開始，10 月底完成交付。新系統已於 2016 年初投入使用。CERN CMS 氣體安全主管 Gerd Fetchenhauer 解釋說：鑒於我們多年來在 CERN 和 CMS 中一直使用 Festo 產品，並且對這些產品非常滿意，因此 Festo 是提供這項技術的不二選擇。」
過去我們主要是購買單個組件，而可立即安裝的系統解決方案是 Festo 和 CERN 合作多年以來的第一次。它為大型強子對撞機的其他探測器中的類似應用方式奠定了基礎，因此，這一小步的前進可以繼續帶來重大的新科學發現。