LHC draait tot 2013 nog op halve kracht

De Large Hadron Collider, de deeltjesversneller van het onderzoekscentrum CERN, zal in 2013 op volle kracht gaan draaien. Tot eind 2011 zal de LHC op halve kracht draaien. De LHC is, na een korte winterstop, inmiddels weer actief.

Volgens het herziene schema voor de experimenten die door de Large Hadron Collider mogelijk worden gemaakt, zal de versneller in 2013 op zijn volledige capaciteit worden ingezet. De LHC werd in 2008 in gebruik genomen, maar door een heliumlek viel de deeltjesversneller uit. Sindsdien werd de LHC geplaagd door storingen en problemen, maar inmiddels worden de eerste kalibraties van de protonenbundels uitgevoerd en vinden weer experimenten plaats. De deeltjesversneller heeft rond de feestdagen enige tijd stilgelegen, maar is nu wederom geactiveerd en de energie van de botsingen zal opgevoerd worden tot 3,5TeV per bundel protonen.

Dat energieniveau zal gedurende twee jaar gehandhaafd worden. Bij een bundelenergie van 3,5TeV hebben de botsingen een energie van 7TeV. Gedurende die twee jaar zullen bots-experimenten uitgevoerd worden, waarna de LHC in 2012 zal worden stilgelegd. Upgrades aan de elektronische circuits moeten de deeltjesversneller gedurende deze pauze van een jaar voorbereiden op botsingen van 7TeV per bundel. Daarmee hebben de betrokken onderzoekers ervoor gekozen om eerder voorgestelde botsingen met 5TeV per bundel over te slaan om risico's met de bedrading uit te sluiten.

De LHC, de dertig kilometer lange, circulaire deeltjesversneller die nabij Genève ondergronds is gebouwd, werd ontwikkeld voor een energie van 7TeV per bundel protonen. Twee van die protonenbundels worden tot relativistische snelheden, ofwel snelheden nabij de lichtsnelheid van 300.000 kilometer per seconde, middels enorme elektromagneten versneld. Op welbepaalde locaties zullen twee tegenovergesteld gerichte bundels met elkaar in botsing komen, waarbij de vrijkomende subatomaire deeltjes geanalyseerd worden. Hierbij wordt onder meer gezocht naar een 'zwaartekrachtdeeltje', het Higgs-boson.

Reacties (164)

[Kees-Jan]

uhm,
nou ben ik niet zo thuis in lichtsnelheid, dus:
als 2 bundels protonen in tegengestelde richting door de LHC 'stromen' en allebei hebben ze (bijna) de lichtsnelheid, botsen die protonen dan tegen elkaar met 2 keer de lichtsnelheid?

[AugmentoR]

Ietsje eenvoudiger dan de (uitstekende) uitleg van .oisyn: Daarom noemen ze het de relativiteitstheorie. Niets kan sneller dan het licht, ook niet twee deeltjes relatief ten opzichte van elkaar.

Hoe sneller een deeltje beweegt (en dat is pas merkbaar als je érg dicht tegen die lichtsnelheid aanzit) hoe zwaarder 'ie wordt, maar ook hoe langzamer de tijd gaat (gezien vanuit de omgeving) . Als je een horloge met 99.9999~% van de lichtsnelheid voorbij kon zien razen, dan gingen de seconden heeeel langzaam.

Atoomklokken die een tijdje in de ruimte zijn geweest lopen dan ook een beetje achter ten opzichte van de aarde, omdat de tijd in zo'n 'snelle' baan om de aarde daar langzamer gaat (in principe wordt je ook ouder in een bovenwoning, al is het maar een fractie van een seconde).

Snelheid meten wij normaal als (afstand / tijdseenheid), maar als je die lichtsnelheid gaat benaderen krijg je hele rare effecten omdat zowel afstand als tijd afhangen van de relatieve snelheid van de deeltjes. Ten opzichte van elkaar kunnen ze dan ook nooit de lichtsnelheid bereiken, alleen benaderen.

[Reactie gewijzigd door AugmentoR op 24 juli 2024 13:28]

[Verwijderd]

Atoomklokken die een tijdje in de ruimte zijn geweest lopen dan ook een beetje achter ten opzichte van de aarde, omdat de tijd in zo'n 'snelle' baan om de aarde daar langzamer gaat (in principe wordt je ook ouder in een bovenwoning, al is het maar een fractie van een seconde).

wat ik nog niet begrijp: waarom gaat de tijd op aarde vanuit de atoomklok in space niet juist achterlopen? alsin, relatief gezien kun je toch ook stellen dat de aarde juist in een baan om de satelliet-met-atoomklok beweegt?

dacht dat het iets met versnelling te maken had, maar dat begrijp ik niet, want als de atoomklok weer op het beginpunt is is hij toch alle kanten zo op versneld dat de totale versnelling net zo goed 0 had kunnen zijn?

[AugmentoR]

Simpel gezegd: hoe meer energie je ergens in stopt hoe langzamer de tijd gaat (omdat de massa van het deeltje dan toeneemt). Als je zoveel energie in de aarde had gestopt dat 'ie met bijna c langs het klokje zou razen dan was het net andersom.

Als twee deeltjes met bijna c elkaar tegenkomen, en ze gaan elkaars snelheid meten dan komt ook nog het begrip 'lengtecontractie' om de hoek kijken. De gemeten snelheid, als in afstand/tijd, is ook dan niet hoger dan c: Deeltje A ziet namenlijk een veel smaller deeltje B oftewel de afstand neemt af.

Ja die Einstein was me er eentje

[Reactie gewijzigd door AugmentoR op 24 juli 2024 13:28]

[Verwijderd]

Twee auto's botsen toch ook niet met 160km/u op elkaar als ze allebij 80 rijden?

edit; cijfertjes aangepast

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 13:28]

[Brimmi]

Nee, maar wel met dezelfde kracht als een auto die met 160km/u (2x80=160, niet 140) op een stilstaand object botst. Dat geldt alleen als ze recht op elkaar in rijden natuurlijk.

[.oisyn]

Nee, maar wel met dezelfde kracht als een auto die met 160km/u (2x80=160, niet 140) op een stilstaand object botst

Nee, dat is onzin. Als twee gelijke auto's recht op elkaar botsen dan komen ze op de plek van de botsing stil te staan. Ze maken dus beide een deceleratie van 80km/u naar 0 in een fractie van een seconde. Als zo'n auto tegen een betonnen muur aanbotst gaat hij in dezelfde tijd ook van 80km/u naar 0. De botsingen zijn dus gelijk voor de inzittenden. Met 160km/u tegen een muur is 2x zo hard als 2 auto's frontaal op 80km/u.

Het verschil is dat de muur niet meegeeft, maar de tegenliggende auto wel en die dus ook de helft van de klap voor z'n rekening neemt. Stel je maar eens voor dat de tweede auto stil zou staan (ook een stilstaand object), dan zullen beide auto's na de botsing in dezelfde richting rijden met zo'n 40km/u. Heeft de tweede auto echter een oneindige massa en beweegt hij met 80km/u, dan is het wel weer vergelijkbaar met 160km/u op de betonnen muur afrijden (omdat de bestuurder in de oneindig zware auto niet wordt afgeremd, en de andere persoon dus de volledige 160km/u moet incasseren)

Echter, de vergelijking van Dead Pixel is niet eens relevant, aangezien het gaat om relativistische snelheden in de buurt van de lichtsnelheid, en hoe dichter je de lichtsnelheid nadert, hoe meer energie je toe moet voegen om nog dichterbij te komen. En de lichtsnelheid zelf zul je nooit halen, aangezien daar een oneindige hoeveelheid energie voor nodig is. Zoals Einstein al had bedacht, is de energie van een deeltje afhankelijk van z'n snelheid en van z'n massa:

            mc²
E_k = --------------- - mc²
        √(1 - v²/c²)

Met E_k de kinetische energie in Joule, v de snelheid van het deeltje, m de massa van het deeltje, en c natuurlijk de lichtsnelheid. Je kan hieraan al zien dat als v de lichtsnelheid benadert, het gedeelte onder de streep 0 nadert, en E_k oneindig wordt. De formule kunnen we ook omdraaien:

v = √(c² * (1 - (mc² / (E_k + mc²))²))

We vullen in, lichtsnelheid c = 299792458 m/s, massa van een proton m = 1.67262158e-27 kg, kinetische energie E_k = 1TeV * 1.60217646e-19 J = 1.60217646e-7 J, en we krijgen eruit v = 299792326.285 m/s

Oftewel, bij 1 TeV reist een proton met 299792326.285 m/s (slechts 131.715 m/s onder de lichtsnelheid)
Vullen we 'm in voor 2 TeV, dan krijgen we 299792425.040m/s. Met andere woorden, als je op een dergelijke snelheid de energie verdubbelt, dan ga je uiteindelijk maar 98.755m/s sneller. Verdubbel je 'm nog een keer naar 4 TeV, gaat er maar 24.716 m/s bij.

De reden hiervoor is tijddilatie. Met zulke snelheden gaat je tijd langzamer tov een stilstaande observeerder. Als jij in de proton zit die met 1 TeV reist, en je wordt ingehaald door een proton die met 2 TeV reist, dan meet jij een verschil in snelheid van 1 TeV, namelijk 299792326.285 m/s. Echter, voor een stilstaande observeerder is het verschil tussen jullie twee slechts 98.755m/s

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 24 juli 2024 13:28]

[Verwijderd]

tnx, eindelijk een heldere uitleg

[MichelV]

Aha!
Wat wordt de vergelijking als er 2 stilstaande objecten op elkaar botsen?

[page404]

grapjas

[FreezeXJ]

Nee, die rammen elkaar met 159.99 km/h
voor het geval je em precies wilt weten: de autos rijden met 1/13500 keer de lichtsnelheid, je Lorentz-factor is dan 0.9999999973, (sqrt(1-(1/13500)^2))^0.5, wat dus een botsingssnelheid geeft van 159.9999996 oplevert.

[Reactie gewijzigd door FreezeXJ op 24 juli 2024 13:28]

[deadinspace]

Nee, die rammen elkaar met 159.99 km/h

Nee, 160.00 KM/h. 159.9999996 is afgerond 160.00, niet 159.99

Maar los daarvan...

voor het geval je em precies wilt weten: de autos rijden met 1/13500 keer de lichtsnelheid

Hmm, daar ontbreken toch wat nullen. De snelheid van het licht is 300 000 KM/sec, de snelheid van de auto's is 80 KM/h. Dus de snelheid van de auto's uitgedrukt in de lichtsnelheid is 80 / 3600 / 300 000 = c/13 500 000.

Lorentz-factor is dan 0.9999999973, (sqrt(1-(1/13500)^2))^0.5

Nee, dat is fout. De Lorentz factor is nooit kleiner dan 1 (nouja, misschien zijn er enge gevallen te bedenken met negatieve snelheden... Ik ben geen natuurkundige, dus ik beperk me maar even tot niet-negatieve snelheden). Wat je fout doet is de ...^0.5 op het laatst, dat moet ...^-1 zijn. x^0.5 = sqrt(x), x^-1 = 1/x.

Maar volgensmij kun je het (vanuit de auto's) waargenomen snelheidsverschil zo helemaal niet berekenen (al was het maar omdat de Lorentz factor groter kan zijn dan twee, waardoor het waargenomen snelheidsverschil lager kan zijn dat de snelheid van één van beiden objecten). Mocht dat wel kunnen, dan ben ik benieuwd hoe!

Ik heb hier gevonden dat de formule voor het relativistisch optellen van snelheden is: w = (u + v) / (1 + uv / c²), met u en v de op te tellen snelheden, en w het resulterende snelheidsverschil (allemaal uitgedrukt als fractie van de lichtsnelheid). Als u = v, dan is deze formule te vereenvoudigen tot 2uc / (1 + u²).

u = 80 / 3600 / 300 000 ≈ 0.000000074074074074074074074074c, en invullen in de formule geeft w ≈ 0.000000148148148148147335263933c ≈ 159.999999999999122085048010978753 KM/h als waargenomen snelheid van de tegenligger.

[Reactie gewijzigd door deadinspace op 24 juli 2024 13:28]

[Garma]

Nee, 160.00 KM/h. 159.9999996 is afgerond 160.00, niet 159.99
[...]
Hmm, daar ontbreken toch wat nullen. De snelheid van het licht is 300 000 KM/sec,

niet je hele redenering gevolgd maar:

1 pff laten we mieren*** achterwege laten
2 de lichtsnelheid is toch echt 300.000 M/s en niet KM/s. ik neem aan dat daar dan ook jouw opmerking over teveel nullen vandaan komt

[deadinspace]

niet je hele redenering gevolgd maar:

Misschien dan toch maar wel doen, want het is meer dan wat mierenneuken

2 de lichtsnelheid is toch echt 300.000 M/s en niet KM/s.

Nee, de lichtsnelheid is (bij benadering) 300 000 KM/s.

We quoten Wikipedia:

The speed of light (usually denoted c) is a physical constant. Its value is exactly 299,792,458 metres per second, often approximated as 300,000 kilometres per second or 186,000 miles per second

En we vragen het aan Google calculator:

the speed of light = 299 792.458 kilometers / second

ik neem aan dat daar dan ook jouw opmerking over teveel nullen vandaan komt

Mijn opmerking was niet over te veel nullen, maar over te weinig.

[Tarilo]

Nee, dan komt Einstein om de hoek met zijn relativiteits theorie enzo.

edit: linkje Relativiteitstheorie

[Reactie gewijzigd door Tarilo op 24 juli 2024 13:28]

[flippy]

kunnen ze die gast niet gewoon in de koffiekamer laten? ik wil warp speed

[tehsojiro]

warp speed is natuurlijk weer anders dan lichtsnelheid. Op wikipedia valt er een heleboel over de science erachter te lezen: http://en.wikipedia.org/wiki/Warp_speed

[mykene]

Als dingen dicht bij de lichtsnelheid komen, Gaat de energie niet meer kwadratisch, het loopt dan naar een maximum toe. Alles loopt dan naar een maximum een soort limiet of asymptoot.

Wetenschappers gebruiken dan ook veel liever hoeveel bewegingsenergie een deeltje heeft, dan zijn absolute snelheid, want de energie zegt meer over een deeltje dan z'n snelheid. De snelheid licht immers toch in de buurt van de lichtsnelheid.

[wootah]

Kan niet wachten tot er wat ontdekt word!
Al deze experimenten kunnen wel een nieuw tijdperk in de wetenschap laten beginnen, toch wel vrij spannend allemaal

[YopY]

Al deze experimenten kunnen wel een nieuw tijdperk in de wetenschap laten beginnen, toch wel vrij spannend allemaal

Dat zal denk ik wel een beetje meevallen. Wat ik ervan begrijp is dat de hoofdzaak van dit grootschalige (en dure) experiment is het sluitend maken van een theorie (of één onderdeel van die theorie bevestigen). Maar als ze de theorie hebben, en ze hebben het bestaan van het deeltje al bedacht, kunnen ze dan niet daar vanuit gaan en ermee werken?

En dan nog, als ze de theorie sluitend hebben... wat dan? Een volgende theorie die uiteindelijk op 42 uitkomt?

[mykene]

Ze werken nu aan de hand van de theorie. Cern bestaad al ongeveer 50 jaar en ze hebben al veel resultaten geboekt. Dit grote experiment is om weer zulke grote resultaten te behalen.

Het cern is niet nieuw, ze hebben al eerder nieuwe deeltjes gevonden en de verwachting is dat ze dat nu ook doen.

[darkjeric]

En niet te vergeten het huidige World-Wide Web bijna eigenhandig gelanceerd

[ultimasnake]

Hmmm, dus alleen een kans op een grijsgat in dit geval? Hebben zou nou al iets ontdekt inmiddels? Een eerste botsing ofzo?

[boe2]

Botsingen genoeg, daar is het ding voor gemaakt. Wat men doet is het analyseren van de deeltjes die vrijkomen bij een botsing van 2 atomen die ieder tegen bijna-lichtsnelheid tegen elkaar vliegen.

[MorgothG]

De eerste resultaten zijn vergelijkbaar met kleinere bestaande deeltjes versnellers. Volgens mij is er nog niet veel meer ondekt dan: Hij doet het!

Voor de pr zijn al deze vertragingen wel jammer. Verder zijn de resultaten die gaan komen: gaaf, bizar of beyond. Al nagelang bij welk 'spectrum' wat gevonden wordt. Ik kijk uit naar het aantonen van een multiverse veel extra dimensies en andere zaken die aan kunnen tonen dat wat we nu weten nog maar echt een begin is.

[Verwijderd]

De gedachtewandel van stapsgewijs het ene uit te sluiten en met het andere verder te rationaliseren zal moeilijk in de resultaten van een experiment een multiverse kunnen zien. kies je, dan kom je altijd op een universum uit.

Bij het dubbele spleet experiment zien we een interferentiepatroon van deeltjes (bvb elektronen) die afzonderlijk afgeschoten worden. Ga je meten langs welke spleet het deeltje voorbijkomt, verdwijnt het interferentiepatroon.

Dus volgens mij, hoe duur ook je experiment, je zal multiverse pas kunnen vatten met een theorie/model die in een en dezelfde adem bvb het duale karakter van licht kan beschrijven (en kan concretizeren in een deeltjeskarakter of een golfkarakter naar gelang de zienswijze)

[Liquid_Bisquit]

Zou het kunnen dat die wetenschappers gelijk krijgen over het Higgs-Boson deeltje?

Een aantal opperden dat dit deeltje de onderzoekers vanuit de toekomst zou dwarsbomen het te ondekken tijdens onderzoeken met de LHC.

Echt een héle rare en vrij ingewikkelde theorie die ik gelezen heb, maar niet geheel ongeloofwaardig werd onthaald door sommige andere vorsers.

http://www.newscientist.c...travelling-higgs-sab.html

edit: voordat anderen dit kelderen: het waren topwetenschappers die dit opperden en géén charlatans!

[Reactie gewijzigd door Liquid_Bisquit op 24 juli 2024 13:28]

[jacobvdm]

Hier zit nou juist het crux van dit prachtige experiment (één van de velen die daar plaatsvinden), want of ze de Higgs-Boson nou vinden of niet, het is een zeer significant resultaat. Of we hebben met de huidige hypotheses gelijk of we moeten helemaal 'back to the drawing board', elke uitkomst is een grote stap voorwaarts.

[dragontje124]

klopt niet helemaal want als ze niks vinden kunnen ze nog steeds niet bewijzen dat het deeltje niet bestaat, ze hebben m alleen nog niet gevonden.

[FreezeXJ]

Je kunt (door goed te meten) de kans wel heel erg klein maken... Da's ook al iets. Als jij met 99.9% zekerheid kunt zeggen dat dat verdomde deeltje niet bestaat, denk ik dat heel wat wetenschappers toch aardig gaan twijfelen aan het bestaan ervan
Daarnaast is 100% zekerheid nooit te geven voor dit soort experimenten...

[BadRespawn]

http://www.newscientist.c...travelling-higgs-sab.html

edit: voordat anderen dit kelderen: het waren topwetenschappers die dit opperden en géén charlatans!


Ja, maar het was wel een grap.

[Liquid_Bisquit]

toch niet mijn beste

[Sijhtam]

Hopen dat ze niet meer grote storingen krijgen, waardoor de LHC uiteindelijk nooit echt volledig kan worden benut. Ben wel benieuwd of ze ooit resultaten gaan halen. Net zo iets als kernfusie, zijn ze ook al jaren mee bezig.

[Cloontje]

Ik zit al jaren op dit enorme apparaat te wachten, dat dus gaat draaien. Toen die eindelijk klaar was voor gebruik, was al een tijdje duidelijk dat ze de testfase zouden gaan overslaan. In mijn ogen behoorlijk is dat wat risco nemen, met een apparaat van 6 miljaard eurootjes. Dus toen het daar fout ging, was me eerste gedachte "NEEEEEee, nou moet ik nog langer wachten" Hoop dat ze dus niet weer risco's gaan nemen ivm geld, want de wetenschap schiet er niets mee op, en wat scheelt het 100 miljoentje meer of minder, als je straks elke keer ding moet fixen.

Maar heerlijk om te horen dat we aankomende 2 jaar weer wetenschappelijk smullen wordt.

[RielN]

Valt me no g mee, 6 miljard. Ik ken duurdere aankopen ...

[Fotsirxx]

Ik ben afgelopen donderdag en vrijdag op bezoek geweest in het CERN. Zeer mooie techniek en belooft veel nieuws komende jaren! We hebben nog heel wat uit te vinden.

[Verwijderd]

Ik wil geen zwartkijker zijn maar ik voorzie nu al problemen bij die elektronische circuit upgrades... Zijn deze nodig om een hogere TeV te behalen? Want anders zeg ik: If it ain't broken, don't fix it.

[Verwijderd]

dit is gewoon
een topgeheim Anti-materie productie
waarom zouden anders zoveel landen mee bezig houden

een vliegtuig stop je toch ook geen 5 jaar in een wind tunnel voor onderzoek


mjah weer even on topic

een zwart gat zal het nooit kunnen creëren

volgens mij zitten hier genoeg mensen die niet beseffen wat een zwart gat daadwerkelijk is
(men weet het pas sinds Dec 2009. daarvoor was het slechts een mysterie)
het is een hemellichaam dat het centrum van elke galaxy vormt.
waar men achter kwam toen ze even foto's gingen maken in het centrum van de Melkweg elk jaar zo'n paar foto's

daarna heeft men we met een radiotelescoop een duidelijke foto van het "zwarte gat' kunnen maken ( Long band heeft minder last van de zwaartekracht velden van het 'zwarte gat' dan Short band)

als astronomers moeten wij dit weten