Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door Krijn Soeteman

Freelanceredacteur

CERN: grotere ring of lineair?

Grootste natuurkundeproef heeft ambitie

Een duo detectors

Weer bovengekomen nemen we de bus naar de andere kant van de ring in het Franse Cessy. Hier is de ingang naar de CMS-detector of Compact Muon Solenoid. De grijze doos hier is nog opgefleurd met bloembakken die voor de grote open dag waren neergezet. De CMS dankt zijn naam aan de enorme solenoïdemagneet in het centrum van de detector, die een magnetisch veld van vier tesla opwekt. Filip Moortgat, CERN-onderzoeksfysicus en onder andere coördinator van het LHC-onderzoeksprogramma, ontvangt ons en geeft een kort college over het onderzoek dat bij de CMS wordt gedaan, inclusief 3d-film in het bezoekersgedeelte van de detectorfaciliteit.

Dan volgen een irisscan, helm, lift naar -100 meter en via een serverruimte naar de plek waar de detector staat. Je weet dat ie groot is, maar hoe 14.000 ton staal en silicium eruitziet, 15 meter hoog en 21 meter lang, dat merk je pas als je ernaast staat.

CMS

We hebben geluk, want het apparaat is uit elkaar geschoven omdat de upgrades worden gedaan. Een van de belangrijkste upgrades is het vergroten van de totale oppervlakte aan silicium voor de silicon strip tracker van zo'n tweehonderd tot een kleine achthonderd vierkante meter. Door die aanstaande upgrades kijken we recht in het hart van het apparaat. We zien de enorme solenoïdemagneet, in zijn soort de krachtigste op de wereld, we zien heel kleine mensjes in het midden werken aan upgrades en we zien de duizenden cassettes met daarin de detectorelementen van silicium. De honderden kilometers kabel, het groen van het ondersteunende staalskelet, rood, blauw, geel. En heel veel geluid.

Moortgat vertelt een verhaal dat deels wegvalt door het vele geluid en doordat je toch steeds iets dichter bij de machine wil staan. Hij wijst op de bouwtekening, een geprint schema van 3,5 meter lang. Als we er zo naar kijken, bedenken we dat daar helemaal in het midden twee bundels die niet dikker zijn dan een mensenhaar, op elkaar moeten knallen en dat die heel kleine protoontjes, die hopelijk toevallig net met elkaar botsen of iets schampen, daardoor uit elkaar knallen en nieuwe onderdelen laten zien. Die moeten dan zo hard uit elkaar schieten dat ze door al die apparatuur heen gaan. En ze moeten een spoor achterlaten op de silicium fotocellen, waarbij ook nog de hoek van het spoor te meten is, allemaal met slim geconfigureerde fpga's. Zo kunnen we dan iets te leren over het allerkleinste dat overal is. We beschrijven de procedure hier erg kort door de bocht; een uitgebreidere beschrijving hebben we eerder gepubliceerd.

LHC CMS

We gaan kruipdoor-sluipdoor terug naar boven, komen langs enkele controlekamers waar nog een paar lege champagneflessen in een hoek op een kast staan. Ja, er moet vaak iets gevierd worden, een nieuwe ontdekking, een bevestiging van een theorie of gewoon een verjaardag; onderzoekers zijn ook mensen.

Atlas

Het scheelde niet veel of we hadden de tegenhanger van de CMS niet van dichtbij kunnen bekijken, maar uiteindelijk konden we 's morgens vroeg terecht bij de detector die vlakbij de Globe ligt. Zo konden we op de weg daarnaartoe genieten van de enorme stoet auto's die zich elke ochtend over de smalle wegen vanuit Frankrijk naar CERN perst. Op het nippertje komen we aan bij Atlas, waar Tristan du Pree van Nikhef, in 2015 nog werkzaam bij CMS, ons rondleidt.

Atlas, een afkorting voor A Toroidal LHC Apparatus, is veel groter en lichter dan de CMS, en meet de deeltjes op een andere manier. Dat is ook nodig, want je moet wel echt bewijzen dat een deeltje bestaat. Beide detectors moeten hetzelfde meten. Het apparaat weegt 7000 ton, is 46 meter lang en 25 meter hoog, en zou daarmee nog niet eens in de grote centrale hal van het Paleis op de Dam in Amsterdam passen. Ook is de detector een stuk minder kleurrijk dan de CMS, waardoor je hem een stuk minder vaak op foto's tegenkomt.

We lopen naar binnen en staan oog in oog met een sticker van Nikhef. Het is duidelijk; het Nederlandse instituut heeft hier een aardige vinger in de pap. Van Calmthout kijkt tevreden.

LHC Atlas

De opbouw is ook heel anders dan bij de CMS. In het centrum zit een solenoïdemagneet van 2 tesla die is omgeven door de binnenste detector waarmee de afbuiging of het moment van de deeltjes wordt gemeten. Daarbuiten zitten acht heel grote, radiaal vanuit het centrum naar buiten stekende, supergeleidende spoelen in de vorm van toroïdemagneten. Deze zijn voor ons goed zichtbaar dankzij de oranje banden die eromheen zitten. Verder zijn de muonendetectors in volle glorie zichtbaar.

Al die upgrades moeten leiden tot het detecteren van steeds meer en meer botsingen, waarbij het team van Atlas druk bezig is met het fabriceren van detectors die beter gebruik kunnen maken van off-the-shelf-apparatuur, zodat ze goedkoper worden. Ook Nikhef in Amsterdam bereidt zich voor op meer data vanuit de detectors.


Apple iPhone 11 Microsoft Xbox Series X LG OLED C9 Google Pixel 4 CES 2020 Samsung Galaxy S20 4G Sony PlayStation 5 Nintendo Switch Lite

'14 '15 '16 '17 2018

Tweakers vormt samen met Hardware Info, AutoTrack, Gaspedaal.nl, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer DPG Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2020 Hosting door True