×

Help Tweakers weer winnen!

Tweakers is dit jaar weer genomineerd voor beste nieuwssite, beste prijsvergelijker en beste community! Laten we ervoor zorgen dat heel Nederland weet dat Tweakers de beste website is. Stem op Tweakers en maak kans op mooie prijzen!

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

Op zoek naar de kern - Deel 2: Ontelbaar veel botsingen en data

Door , 63 reacties

06-09-2015 • 06:00

63 Linkedin Google+

Data, verzameld door miljoenen 'camera's' van miljarden botsingen. De Large Hadron Collider van CERN is er maar druk mee. Of eigenlijk de mensen die het aansturen. Maar ook de hardware die het moet kunnen meten, software die het uit elkaar moet kunnen houden en dan ook nog die ene nuttige botsing eruit weten te filteren. Het moet allemaal leiden tot het vervolmaken van het standaardmodel en waarschijnlijk ook tot nieuwe natuurkunde.

In de eerste aflevering ging Tweakers vooral in op de basis, zoals het standaardmodel zelf. En natuurlijk de basis van de LHC zelf, de 27 kilometer lange ring met daarin de versnellerbuis en hoe de hele zaak tot bijna het absolute nulpunt afgekoeld wordt.

In deze aflevering zien we meer van alle hardware. En dat is nogal wat. Het aantal kabels, buizen, computers, meetinstallaties en wat al niet meer gaat je al snel duizelen. We gaan in op de bouw van een detector en het scheiden van de data en wat er vervolgens met die data gebeurt. Beter gezegd: wat gedaan wordt met de ruwe data. Als laatste nemen we een kijkje in een van de oudste datacentra ter wereld: het Cern Computing Centre uit 1972.

Trouwens, zelf het GRID volgen kan via Google Earth. Uitgebreide instructies zijn te vinden op de Worldwide CERN Computing Grid-site.

Deel 1: De deeltjesversneller van CERN

Deel 3: Klaar voor de toekomst

Reacties (63)

Wijzig sortering
Het is een zeer stoer en immens project. Wat mij persoonlijk ontgaat is hoe ze die deeltjes in die ring krijgen, ik bedoel er staat niet iemand met een trechtertje dat ding te "vullen", right ?

Het gaat allemaal boven m'n pet, maar de uitleg van die sensoren maken nu iets meer sense.
Dit project kostte ongeveer 6 miljard om te bouwen, als ze een 100km ring willen bouwen dat zijn ze 24 miljard kwijt, wie betaald dit ?
Hier is een plaatje van de 'fuel'. Een branddblussertje vol waterstof.
http://void.printf.net/~conor/sa/LHCb/LHCfuel.jpg
Met alle respect voor dit awesome project... dat is wel echt een anticlimax. Ik had nooit gedacht dat de bron van die deeltjes er zo suf en eenvoudig uit zou zien :p

[Reactie gewijzigd door Jerrythafast op 6 september 2015 23:21]

Is het wel de juiste foto? :P
Je hebt heel weinig massa nodig:
In elke beam zitten 2808 bundels van elk 1.15e11 protonen; dat geeft in totaal 3.2e14 protonen per beam. Een beam gaat, als ik het me goed herinner, ongeveer 10 uur mee en wordt daarna gedumpt. Dat betekend dat er per jaar 2.8e17 protonen worden versneld. Een proton heeft een rustmassa van 1.67e-27 kg en dat zou dus betekenen dat er per jaar 0.000000001 kg aan protonen nodig is om twee beams te laten botsen..

[Reactie gewijzigd door tim163 op 8 september 2015 09:58]

Sterker nog, dat flesje heeft genoeg zuivere H2 om de LHC non-stop te voorzien voor 10 miljard jaar.
De deeltjes worden verkregen uit een heel klein beetje waterstof, vergelijkbaar met.. nou ja, men zegt een zandkorrel. Die gaan door verschillende versnellers heen, waaronder een versneller uit 1959. Het is dus een opeenvolging van verschillende versnellers. Uiteindelijk houdt de LHC de deeltjes op snelheid. Op een bepaald moment zijn er niet genoeg deeltjes meer of er moet iets anders gebeuren of er is een instabiliteit, en dan worden de deeltjes afgebogen door bepaalde magneten en die sturen de deeltjes door een soort 'verspreider' heen, waarna ze stoppen in een blok grafiet van een kubieke meter. Dat blok wordt dan nog wel heel warm van alle energie die in de deeltjes zit.
Op zich staan op wikipedia aardige plaatjes van al die versnellers.

De LHC is gebouwd in een 'oude' tunnel van een versneller die functioneerde tussen 1985 en 2001. Dus er is geen nieuwe tunnel geboord voor de versneller.

En geld, ooit zei iemand tegen me: een tunnel boren van 100 kilometer is niet zo moeilijk. Er worden dagelijks lange tunnels geboord. Denk maar aan al die metrostelsels in de wereld waar de bodem niet uit zompige klei bestaat. ;)

De kosten. Tja, het klinkt als een hoop geld, maar er werken dan ook heel veel mensen aan mee en die verdienen zo ook weer geld, wat ze weer uit kunnen geven. En zoals al in de tekst van de eerste aflevering stond: er wordt weinig uitgegeven aan uiterlijkheden zoals luxe gebouwen. Het gaat allemaal letterlijk de grond in ;) Daarnaast gaat het om jaren en jaren van werk, data, etc.

[Reactie gewijzigd door letatcest op 6 september 2015 09:28]

Ik ben er uit qua kosten (je antwoord snijd geen hout):
While the quest for the Higgs boson isn't the Hadron Collider's only intended purpose, most of the experiments carried out so far have been focused on finding the particle. These experiments have run an additional $5 billion in funding, bringing the total to the aforementioned $13.25 billion.

Electricity costs alone for the LHC run about $23.4 million annually, while each year's computing costs have been estimated at $286 million each year.

The LHC is a government project jointly funded by CERN member countries, with additional money for experiments coming from CERN and private research organizations. About half of the CERNS's funding comes from Germany, France, and the U.K., while CERN's other 17 member countries contribute the other half of the budget.
ze zijn al bezig met plannen voor een een grotere
in japan komt die waarschijnlijk
geschatte kosten rond de 8 miljard
Er zijn momenteel plannen voor een FCC (Future Circular Collider). Datarvoor moet een tunnel van 100 km worden gegraven op 400 m diepte. Deze tunnel zou onder de huidige tunnel komen te liggen en gaat ook deels onder het meer van geneve door.
In Japan? Is dat wel de beste keuze gezien de aardbevingen die er relatief frequent voorkomen. Sowieso is daar veel natuurgeweld en het warme en vochtige klimaat lijkt me ook niet bevorderlijk voor het koel houden van de buizen (2 kelvin als ik het goed begreep uit aflevering 1)
het plan is al goedgekeurt
ze zijn het aan het uitwerken
maar het is een meer gespecialiceerde deeltjesversneller

http://www.astroblogs.nl/...r-wordt-in-japan-gebouwd/

http://tweakers.net/nieuw...arge-hadron-collider.html

[Reactie gewijzigd door Birdymaniac op 7 september 2015 15:13]

Die lineaire collider is geen opvolger van de LHC. Deze levert botsingen van veer lagere energie dan wat mogelijk op CERN. Voor nieuwe 'physics' heb je circulaire versnellers nodig. Lineaire versnellers kan heel mooi botsingen leveren van 1 bepaald energie niveau waardoor je de huidige natuurkundige kunt bevestigen. Daarnaast heb je geen verliezen die je krijgt als je deeltjes gaat afbuigt, waardoor je electronen (i.p.v protonen) op elkaar kan laten botsen.
Heel interessant dit! Toch vraag ik me af... Wie betaald dit allemaal? De overheid?
De leden van C.E.R.N., d.w.z. allemaal Europese landen plus Israel.
https://en.wikipedia.org/wiki/CERN#Member_states_and_budget


NL betaalde 50.6 miljoen zwitserse Franc aan contributie in 2014 zo te zien.
Wacht... Bedoel je dat we toch een IT project hebben wat succesvol is?
Dit is iets waar ik graag indirect aan bijdraag. Dat kan ik van een hoop andere zaken niet zeggen :D.
De overheid betaalt dit soort onderzoek. Dit loopt via allerlei organisaties die wetenschappelijk onderzoek financieren. In Nederland zijn dit bijvoorbeeld NWO (Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) en FOM (Fundamenteel Onderzoek naar Materie). Deze organisaties krijgen geld van de overheid en verdelen dit vervolgens onder verschillende projecten. De overheid heeft invloed op de richting van het onderzoek (bijvoorbeeld de verhouding fundamenteel / toegepast), maar welke projecten precies geld krijgen beslissen de funding organisaties. Overigens zijn er ook organisaties die onderzoek financieren in samenwerking met bedrijven. In Nederland is dat STW (Stichting Technologie en Wetenschap), waar projecten niet alleen overheidsgeld krijgen, maar ook een partner uit het bedrijfsleven moeten hebben.
Dik van genoten!
Maar wat de reacties in de sfeer van 'fijn dat dit niet zo politiek is' betreft: Jullie moet ik teleurstellen. Als je op het lijstje contribuanten kijkt (dank, Shark.Bait), dan is die bepaald politiek helder.
EU, Zwitserland en IsraŽl.
Geen VS, geen Rusland, Japan, China, India of BraziliŽ, geen rijke Golfstaten, geen moslimlanden of Zuid-Amerika.
Zo simpel ligt het allemaal niet. En ja, het is politiek. De V.S. gebruiken weer een eigen systeem, waardoor ze wel mee doen maar niet meedoen, of zoiets.

Iedereen doet ergens op een bepaalde manier weer een beetje mee, sommigen door het leveren van GRID-power, sommigen door andere zaken. Het is heel complex. Maar zoals je in de docu kunt zien: het is ook een vrij complex gebeuren ;)

http://home.web.cern.ch/about/member-states
Ik raad je aan de film Particle Fever (2013) te kijken. Deze staat overigens ook op Netflix. Daar wordt er ook gepraat over het feit dat de VS eigenlijk de boot heeft gemist en over de politiek.
Ik denk dat CERN altijd al als Europees project is opgezet. Amerika heeft natuurlijk Fermi Labs, en Japan wil de helft van de ILC bekostigen als deze daar wordt neergezet (of het wijs is om dat ding daar te bouwen is een tweede)

https://nl.wikipedia.org/wiki/International_Linear_Collider

(van de uitgebreidere Engelstalig ewiki: "The host country for the accelerator has not yet been chosen and proposed locations are Japan, Europe (CERN) and the USA (Fermilab).[2] Japan is considered the most likely candidate, as the Japanese government is willing to contribute half of the costs, according to the coordinator of study for detectors at the ILC"
Als ik mijn boerenverstand gebruik dan lijkt mij een (dubbele) spiraalopstelling van 100km lengte veel praktischer dan een ring van 100 km.
Ik ga er van uit dat het afbuigen van de deeltjes zodat ze de 'bocht' kunnen nemen niet zo evident is en het beter (en vooral sneller) gaat met een zo recht mogelijke buis. En dat betekent een grote cirkel maken, geen spiraal. Een spiraal lijkt mij trouwens helemaal niet nuttig, je bereikt hetzelfde met een eenvoudige cirkel.
Die 100 km lengte is niet het doel, wel de diameter van 32 km.
Ik ben een leek, maar een cirkel van 100km is gewoon niet praktisch in bijna elk opzicht. Als je een veeropstelling onder de grond kunt bouwen met de dezelfde radius van de huidige opstelling of kleiner, dan kan dat resulteren in een weinigvoud van de kosten. Maargoed ik ben dan ook geen expert.

[Reactie gewijzigd door govie op 6 september 2015 23:16]

Bij een diamater van 32km is de kromming van de buis een stuk minder dan in de huidige opstelling. Deeltjes kunnen zodoende nog net iets meer versneld worden en daaruit volgen mogelijk interessantere botsingen door de verhoogde botsingsenergie.
Het gaat erom dat de bocht zo klein mogelijk is. Dus zo min mogelijk buiging. Hoe groter de cirkel, hoe kleiner de buiging. Vergelijk het maar met een auto die harder rechtdoor kan als door een bocht. En een cirkel is dan weer de goedkoopste manier om een eindeloze lengte te creŽren.
Dat snap ik wel, maar de technieken zijn door de tijd ook verbeterd leek me. De kans dat we verder en efficienter kunnen buigen leek me wel aanwezig. Zal wel niet zo zijn.

[Reactie gewijzigd door govie op 7 september 2015 13:55]

Bedankt voor deze tweede aflevering. Persoonlijk vind ik het oneindig interessant alhoewel ik niet alles kan vatten, de jacht naar het standaardmodel is me wel erg duidelijk, ik zie er zeker het nut van in.

Het Grid systeem lijkt me echt een puur sang globaal wetenschappelijk samenwerkingsverband te zijn ver weg van scheve politiek en religie. Een bende highend physicsgoeroes met hetzelfde einddoel. Zalig gewoon.

PS: de muziekkeuze (Tron, Interstellar) kan ik wederom erg smaken, ben al benieuwd naar ep3, hopelijk volgen er nog een pak meer.
Inderdaad fascinerende wetenschap op een immense schaal.

Dit soort samenwerkingsinstituten stemt me hoopvol voor de mensheid als je dit in contrast bekijkt t.o.v. de situatie in het Midden-Oosten.

Super mooie bijdrage, Thx Tweakers!
Over de muziek: Paul Leonard-Morgan's 'Happy Pills' uit Limitless vond ik ook erg goed om terug te horen.
Hoe lang gaat zo'n detector mee?

Is er radioactiviteit in de detector aanwezig en zo ja, komt dat door de botsingen van atomen/protonen? Hoe meer botsingen, hoe radioactiever het wordt?
Rest mijn eindvraag, hoe filter je de aanwezige straling van het op te nemen experiment (de nieuwe botsing)?
Zonder heel theoretisch te worden is radioactivieit eigenlijk overal wel aanwezig. Op de rest van je vraag kan ik helaas geen antwoord geven.
Radiatie is niet iets waar een detector stuk van gaat. Er is niet of nauwelijks blijven straling als er geen beam is. Tijdens de botsingen is er natuurlijk wel een hoop radiatie, maar de zware deeltje vallen uiteen in lichtere (niet radioactieve) deeltjes en fotonen. Aangezien alle protonen in bundels zitten in de beam heb je even tijd tussen botsingen en zijn alle restanten van de vorige botsing al weg als de volgende botsing plaatsvind.

Daarnaast zitten er enorme supergeleidende magneten in de detector. Geladen deeltjes buigen af in een magneetveld, waardoor je precies het punt van origine kan afleiden. Mocht dat punt niet te herleiden zijn naar het punt waar de twee bundels botsen kan je die data negeren.
Wow... Combinatie tussen natuurkundige- en ICT-porno in 1 filmpje _O_. Heb weer genoten van de reportage en wacht met smart op de volgende.

Vooral het data-analyse gebeuren interesseert me heel erg. Krijgt dat nog extra aandacht?
check it out, dit is min of meer nog steeds de modus operandi voor het wereldwijde grid systeem: reviews: Europees rekenwonder

En met die systeem is het mogelijk om de analyses te doen. Ieder subsysteem heeft zijn eigen aansturing en code en ieder team die een bepaald onderzoek wilt doen maakt gebruik van standaard fysica middleware waarop ze hun code weer los kunnen laten in de grid infrastructuur om te berekenen.

Voor nog meer info raad ik je aan om eigenlijk gewoon naar de Opendag te komen bij Nikhef zaterdag 3 oktober 2015: https://www.nikhef.nl/over-nikhef/bezoek-nikhef/open-dag/
Dank voor de info, ga er zeker naar kijken.
Mooi gemaakt, maar kan nog wel wat edits gebruiken.Freya Blekman zegt aan het begin 2x hetzelfde, op 4:40 en op 5:40 en op 8:40 zegt Niels van Eldik 2x "per seconde" in een zin.
Bedankt voor je feedback! De video is aangepast :)
Graag gedaan en bedankt :)
Wat ik mij af vraag: in die 2 detectoren zitten verschillende lagen/kringen waarbij elk type een ander soort deeltje of toch een andere eigenschap van een deeltje kan 'meten' (dat is toch wat ik er uit begrijp). Maar is het niet o.a. de bedoeling om nieuwe deeltjes te ontdekken? Wat dus ook misschien niet door de detectoren worden opgevangen? Of die bepaalde fysische eigenschappen 'genereren' die ook niet door reeds bestaande detectoren kunnen worden gemeten?
De detectoren zijn gebouwd om de deeltjes die we weten dat er zijn op te vangen. De originele deeltjes die we eigenlijk willen detecteren zijn, tegen dat ze gedetecteerd kunnen worden, reeds vervallen dus moeten we hun residu deeltjes meten.

Daarbij komt, hoe kan je dan weten dat je niets mist, wel je weet wat je erin steekt en weet wat er uitkomt. Zit hier iets mis mee, of zijn de wel gemeten deeltjes niet wat je verwacht, weet je dat er nog iets is (wat weet je nog niet, maar je hebt wel een lead).

Hoop dat het begrijpbaar is zo
Wederom een geweldige video! Eindelijk een video waarin een beetje wetenschappelijke termen niet geschuwd worden. In de meeste docu's wordt het wel heel erg in jip-en-janneke taal uitgelegd, namelijk.

Wat ik alleen niet helemaal begrijp... De voice-over meldt dat de bundel in de LHC een totale energie heeft van een 200m lange trein die 150 km/u rijdt. Dat is nogal wat!! Als ik als leek even omreken dat 14 TeV (de totale energie bij elke botsing) een kinetische energie representeert van 2.2x10-6 joules oftewel 0,0000022 joules moeten het wel hťťl veel protonen zijn die de buis "vullen"? Of zie ik - als leek - iets over het hoofd?
Ha, goede vraag en ik moet je zeggen: ik zou willen het te kunnen beantwoorden, maar dat is voor mij toch echt een ver boven mijn pet verhaal. CERN haalt het zelf op verschillende plekken aan en ik kwam het later weer via een U-bocht ergens ander op de site tegen binnen het enorme cern.ch-domein. Hier staan iets meer wetenswaardigheden over de beam:
http://lhc-machine-outrea...machine-outreach/beam.htm

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone X Google Pixel 2 XL LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*