De LHC deeltje 2

quote:

Op maandag 19 oktober 2009 08:32 schreef RRGJL het volgende:
http://www.nu.nl/wetensch(...)zende-deeltjes-.html
[..]

Zie 11 posts hierboven

geeft niet, nu staat het artikel er 3 keer, 3 posts boven mijn post stond ie ook al, hadik ook te laat gezien

quote:

Op maandag 19 oktober 2009 08:32 schreef RRGJL het volgende:
http://www.nu.nl/wetensch(...)zende-deeltjes-.html
[..]

Leuk bedacht maar dit zou de theorie bevestigen dat tijdreizen niet mogelijk is omdat de paradoxen het niet toelaten. Maar ik zelf zie meer in een theorie dat de Higss deeltjes de poorten zijn van de vijfde dimensie en via de snaren onze ruimte binnenkomen. Dan veranderen die Higss Boson deeltjes zichzelf in een massa door omzetting van onzichtbaar naar E=mc2. Dan zou ook die bigbang beter verklaard kunnen worden en blijk onze heelal heel klein te zijn in verhouding met de vijfde dimensie waar andere wetten en regels gelden. Dan is de tijd voor hun even zichtbaar als bij ons lxbxd en dan kunnen we ook verklaren dat de zwaartekracht in feite een rimpeling is naar de vijfde dimensie maar die kunnen we niet doorgronden omdat 3D in niet meer bestaat in 5D. Dus simpel gezegd die Higss Boson deeltjes verdwijnen niet in de tijd maar keren terug naar de 5e dimensie omdat de kracht ontbreekt om massa te verkrijgen en niet voldoende energie is om die om te zetten. DUS DIE DEELTJES BLIJVEN ONZICHTBAAR. Als men toch die deeltjes willen ontdekken zal men echt zelf in het zwarte gat moeten vertoeven maar ja de zwaarte kracht die het probleem geeft en dat zal hier ook een rol mee spelen.

Ik lees mee.

Nog een reactie op de tijdreizende Higgs boson theorie:

quote:

LHC Physicist Steven Nahn on the Elusive Higgs Boson

the detector in the 12,500-ton Compact Muon Solenoid experiment
A view of the detector in the 12,500-ton Compact Muon Solenoid experiment (CMS). Courtesy of CERN
In September 2008, scientists at CERN sent the first beams of protons running through the Large Hadron Collider (LHC), the world's most powerful particle accelerator. CERN scientists hope to produce the elusive Higgs boson and other novel particles. But the project has seen numerous setbacks. An explosion caused by a failed connection between two magnets last autumn led to a yearlong delay in all operations. And, earlier this month, French police arrested a French-Algerian postdoc working at the LHC on charges of terrorism.

Two physicists recently put forth a new theory on why the accelerator has encountered so many delays. Holger Bech Nielsen, of the Niels Bohr Institute in Copenhagen, and Masao Ninomiya of the Yukawa Institute for Theoretical Physics in Kyoto, Japan, suggest that the hypothesized Higgs boson would have such harmful effects that the particle is essentially traveling back through time to stop its own creation.

In this interview, MIT particle physicist Steven Nahn, a leader of the team working on the collider's CMS (compact muon solenoid) detector, says that, while there is a long history in physics of "crazy" theories becoming widely accepted, he's not convinced by this one.

Q. Should we take seriously the idea that the Higgs boson is trying to sabotage its own production?
A. The premise is fairly crazy, but many things in physics are constructed that way: Make up a universe where the laws of physics are a bit changed compared to our current understanding, and see where that takes you. That's a common practice amongst the theory crowd. You'd have to check with a historian to be sure, but I can imagine a similar reception to quantum mechanic — but then it explained all sorts of things, like why atoms don't collapse, the Balmer series of quantized radiation from electron transitions, the structure of the periodic table, etc. QM explained certain mysteries already exposed by experiments, and made predictions that could be tested (and were). Similar descriptions apply to both special and general relativity, both of which were probably "crazy" at the time. In special relativity, there is the famous "twin paradox," a prediction that if you take a set of twins, leave one on Earth and send one traveling through space at nearly the speed of light, when the second one returns he will be younger than the one left behind. Sounds "crazy," meaning outside of our normal experience. But, in 1972, they put some atomic clocks on planes, flew them around the world, and indeed found that the moving ones were behind relative to ones left on the ground. Experiments like these are essential to have a theory accepted into the canon of physics.

The difference here is that these previous "crazy" ideas gave consequences that were clearly testable and attestable to the new nature of the theory, in an objective manner, and involved the behavior of inanimate objects (i.e., not humans). However, in this case, the consequences seem quite contrived — specifically, setting up the theory such that the Higgs particle thwarts its own discovery at the LHC seems to be creating the means to fit the desired end. Exactly in line with their argument, I could say that Nature abhors the Chicago Cubs, such that the theory which describes the evolution of our universe prescribed Steve Bartman to interfere on October 14, 2003 (http://en.wikipedia.org/wiki/Steve_Bartman_incident), extending the "bad luck" of the Cubbies. Rather hard to show that this incident is directly attributable to the modification these guys are proposing. On the other hand, if you buy this, we now have a new scapegoat to blame all our misfortunes on: the "imaginary action"!

Then the question, "Why Higgs?" Admittedly, I haven't read the whole series of papers, which means my comments should be taken with a grain of salt, but I did skim, and the authors do make an argument for why a new unknown particle (they use Higgs as their poster boy for unknown theoretical particle) can do this and not the ones we know about, based on the experimental evidence we have on the known particles and the existence of yet another theoretically possible but experimentally undetected (not without trying) phenomenon, a magnetic monopole. But, I think the same argument could have been made in the past regarding any yet-to-be-discovered particle — we don't know its properties, so it could be that it thwarts its own discovery. But (a posteriori) we know that they didn't. Seems a little circular.

Q. Why do physicists want to find the Higgs boson?
A. "Finding the Higgs boson" is really code for understanding why fundamental particles have different masses. We have this wonderfully symmetric structure called the standard model — three "generations" of matter, each with a pair of leptons and a pair of quarks, with each generation looking like a carbon copy of the others. The current leading theory which explains all the interactions of these things does such a good job passing many stringent experimental tests that it is referred to as the "Standard Model." The Standard Model (without the Higgs) requires all these particles to have zero mass, or it fails to be a consistent theory, meaning it will predict outcomes with probability greater than 100 percent at sufficiently high energy — that can't be right! But, the big problem is all these symmetries are drastically broken by the mass of these particles. In units of electron volts, the lightest ones weigh less than 0.2, the heaviest 170,000,000,000. And in between there is no pattern. Not only are they not zero, but they are all over the map!

The "Higgs Mechanism" and its associated Higgs boson is just the most economical way of restoring the consistency of the Standard Model while allowing fundamental particles to have non-zero mass. There are other ways of doing it, but this one fits very neatly into the theory. So, finding the Higgs boson would allow us to further explore why the fundamental particles have the mass they do. The excitement about the LHC is that, in order for the theory to be consistent, the Higgs mass has to lie in a particular range — not too heavy, not too light — and the LHC is the first collider that will have access to the whole range, so we should be able to (eventually) answer this question once and for all.

Q. Barring any further setbacks, when do you expect the Large Hadron Collider to start producing useful data? How long might it take to find evidence of the Higgs boson?
A. From what I have heard just last week, the LHC is still on schedule for circulating beam in the middle of November. But that is just the beginning — then you have to tune the beam and make sure you have it under control, then establish counter-circulating beams, then make sure they collide at the right place, and then ramp up the energy as well. So, it can be a long process. Currently, they think it should take about six weeks until we get to "collisions," so maybe by Christmas we'll start getting "real physics" data.

And then, we need to understand our apparatus with this real physics data. We have a bunch of analyses based on simulated data, but it is very difficult to match simulation to actual collisions, so we'll need to use the first batch of data to make sure our strategies based on simulation are, in fact, optimal for the real deal. We do this by using known physics as benchmarks, the same way you would take an object of known weight to calibrate your bathroom scale.

And then, how long to the Higgs. First, that depends on the mass of the Higgs — in certain mass regions, there are more "false signatures" of the Higgs relative to others, so it takes longer to distinguish the real thing from background. Also, it depends on the machine: For a certain energy, you have a certain probability to make a Higgs — the higher the beam energy, the higher the probability. In addition, the rate at which the machine makes collisions also matters — for a fixed number of Higgses per collision (which is a very tiny number), the more collisions per second, the sooner you get a decent sample to work with.

OK, with all those caveats, we expect to start being able to rule out certain Higgs masses with the data set we will have collected by about one year from now. So, don't hold your breath, it will take a few years to have the answer for the whole mass range — this is a marathon, not a sprint, and the path is not perfectly smooth, as we have seen already. But, I don't believe physics itself is deliberately setting up roadblocks!

bron

Het ziet er allemaal erg interessant uit maar ik snap er niks van helaas Is er geen newbie FAQ ergens?

Ik probeer het ook te snappen, maar pff...
hier wordt het eea uitgelegd in wat gemakkelijkere taal

[ Bericht 59% gewijzigd door banananasi op 21-10-2009 22:30:26 ]

It's Alive! The LHC is Injected with its First Particle Beam

Like the reanimation of a super-cool corpse, the Large Hadron Collider (LHC) was injected with beams of particles over the weekend and the multi-billion euro project came to life. These are the first protons and lead ions the collider has seen since its famous "quench" shortly after its début power-up on Sept. 10, 2008.

The catastrophic quench nine days later was caused by an electrical short between two of the superconducting magnets between sectors 3 and 4 (the quench is therefore known as the "S34 Incident") of the 17 mile-long ring, triggering the loss of over a ton of liquid helium, ripping the heavy electromagnets from the floor.

Now the damage has been repaired and the magnets have been cooled back down to 1.9 Kelvin (-456F) -- cooler than deep space -- the system is ready to circulate its first particles since 2008. However, before the LHC can circulate ions and protons fully around its ring, particles must be injected and transported around smaller sections of the LHC first. CERN is basically "testing the water" to verify all the complex electronics are correctly calibrated and synchronized.

Starting on Oct. 23, physicists and engineers carried out a "test run", injecting particles into small sections of the accelerator and everything seems to be working perfectly. On Friday, protons and lead ions traveled clockwise through the LHC ring and were passed through the "A Large Ion Collider Experiment" (ALICE) detector before being dumped. Then on Saturday, protons traveled counterclockwise through the LHCb detector. These short test-runs appear to be boosting confidence that the LHC is on the right track to a full particle circulation test in November.

"This is a work of synchronisation," said Gianluigi Arduini, deputy head of hardware commissioning for the LHC. "The fast magnets must be synchronised to accelerate the beam and transfer it from one accelerator to the next and eventually to the LHC, which must be synchronised to accept it."

"This whole process happens within a few hundred picoseconds - one picosecond is a millionth of a millionth of a second."

Now that the injection appears to be a total success, LHC operators can plan for the next phase of testing before energies are ramped up. The protons and ions were injected at an energy of 450 million electron volts (eV) over the weekend. This might sound like a lot, but it's only a fraction of when the LHC is designed to achieve. It is hoped that by 2011, we will be seeing relativistic beams -- i.e. particles traveling at close to the speed of light -- accelerated to energies in excess of seven billion eV.

Soon, counter-rotating beams of particles will be accelerated and then channeled by precise guiding magnets to make their paths cross inside the huge detectors. On collision, the resulting release of energy will help CERN physicists probe the fine detail of matter, getting a glimpse of the state of matter only moments after the Big Bang, 13.7 billion years ago.

image
Image: The cross section of the ion beam entering point 2 of the LHC, just before the ALICE detector on Oct. 23, 2009 (CERN)

bron

Zijn die bolletjes op dat plaatje protons?

Volkskrant bericht er ook over:

quote:

Voor het eerst weer deeltjes in de LHC

AMSTERDAM - Afgelopen weekend hebben voor het eerst in meer dan een jaar weer protonen door de kolossale deeltjesversneller LHC in Geneve bewogen. In september 2008 raakte de 27 kilometer lange ondergrondse machine bij een heliumexplosie defect, een dikke week nadat hij onder toeziend oog van de wereldpers was opgestart.

Bron: Volkskrant, lees meer….

quote:

Op donderdag 29 oktober 2009 22:35 schreef Iblis het volgende:
Volkskrant bericht er ook over:

[url=http://www.volkskrant.nl/wetenschap/article1308194.ece/Voor_het_eerst_weer_deeltjes_in_de_LHC?source=rss]
[..]

Mooi, dan kunnen ze verder met hun onderzoek. Mocht er inderdaad een Higss-Boson te zien zijn betekent wel dat alle formules en waarnemingen en de gedachtengoed over onze heelal overboord gegooit kan worden. Dan blijk onze heelal complexer in elkaar zit en het betekend ook dat we onze zin van het leven drastisch moeten herzien en overwegen of het inderdaad niet handiger is om elkaar in onze armen te sluiten en richten naar de kolonisatie van onze buiten planenten. Maar hopelijk ontdekken ze niet de voorloper van de Big Bang want dan krijgen ze iets in handen wat meteen een einde kan maken aan onze raliteit en heelal dus einde van alles wat we nu waarnemen.

quote:

Op vrijdag 30 oktober 2009 09:14 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Denk je niet dat het juist andersom is?

Kan maar ik denk eerder het andere want de snarentheorie is nu ook niet waterdicht. Zwaarte kracht is en blijf een probleem en ik denk dat de problemen groter worden als die Higss-Bosonen inderdaad ontdekt worden. Wie zal het zeggen? Ik gis naturrlijk wat er kan gebeuren maar wacht af. Ik ben wel benieuwd hoe het verder afloop met die onderzoek. Blijf natuurlijk volgen. Trouwens ik vind het wel leuk om met je te filosiferen en te discuseren.

Zitten meer mensen zich continu eraan te storen dat 't “het LHC-deeltje” zou moeten zijn?

Ik ben serieus en de boel te fucken doe ik niet want dat is niet mij opzet maar mochten mensen zijn die dat wel vinden sorry dan want ik respecteer ieder zijn of haar gedachtengoed.

Dat is wel zo want die artikelen heb ik ook doorgenomen. Alleen heb ik wel twijfels erover maar dat is mijn veronderstelling en de dilema over de dimensie en geen massa van Higss-Boson die andere deeltjes wel massa geeft. Tja ik denk dat er weer vragen bijkomen. Trouwens ze hebben een ster ontdekt die zo'n 13.000.000.000 lichtjaren wegstaat. Wel leuk en misschien vinden ze ook daar een oplossing.

quote:

Op vrijdag 30 oktober 2009 09:32 schreef eleusis het volgende:
Zitten meer mensen zich continu eraan te storen dat 't “het LHC-deeltje” zou moeten zijn?

Nee. Het is niet het LHC-deeltje 2, maar De LHC, deeltje 2.

SPOILER

Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.

Oneee

quote:

Vogel met stukje brood maakt deeltjesversneller weer stuk

GENEVE - De Large Hadron Collider (LHC), de beroemde deeltjesversneller van het CERN, is opnieuwe buiten gebruik. Dit keer omdat een vogel een stukje brood in het apparaat liet vallen. Door het ongelukje raakte de LHC oververhit en moest het onderzoek weer worden stilgelegd. Het was amper een week geleden weer opgestart.

Volgens CERN, het Europees samenwerkingsverband voor nucleair onderzoek, kan het apparaat later deze maand weer worden gebruikt. De deeltjesversneller werd kort na de activering in september 2008 buiten gebruik gesteld door een heliumexplosie defect. Afgelopen week werd de LHC weer in gebruik genomen.

De LHC is een 27 kilometer lange ring die ongeveer honderd meter onder de grond ligt, op de grens van Frankrijk en Zwitserland. De bouw begon aan het begin van de jaren tachtig en heeft meer dan 6 miljard euro gekost. In de versneller worden protonen, een van de bouwstenen van atomen, met de snelheid van het licht op elkaar afgevuurd.
(bron Ad)

Alweeeeeer stuk



[ Bericht 7% gewijzigd door FokCrash op 06-11-2009 12:48:10 (plaatje :P) ]

omg, serieus?

de natuur wilt niet dat het higgs boson wordt gevonden
OT: hoe lang duurt het nu voordat hij weer aan de gang kan?

Het artikel in The Times is wel wat genuanceerder – het AD heeft het al duidelijk uit de tweede hand. Straks wordt het nog ‘een lijster liet een stuk brood vallen’, maar zie dit citaat:

quote:

A spokeswoman for CERN confirmed that baguette was responsible for the latest hiatus, but she conceded that mystery surrounded the way it got into the vital power installation, which is protected by high security fences.

“Nobody knows how it got there,” she told The Times. “The best guess is that it was dropped by a bird, either that or it was thrown out of a passing aeroplane.”

Men vermoed dus een vogel – maar helemaal zeker is het ook niet. Ik zie niet in waarom het er niet al een tijdje gelegen kan hebben en door een windvlaag er gekomen is.

Wel is deze gebeurtenis nog consistent met de hypothese gebaseerd op de meerdere werelden theorie dat activatie van de LHC het gehele universum in heden en verleden vernietigt en dat daarom alleen die universa bestaan waarin de LHC nooit geactiveerd is en zal worden.

Hoe bedoel je dat 'het verleden' wordt vernietigd?

quote:

Op vrijdag 6 november 2009 18:14 schreef banananasi het volgende:
Hoe bedoel je dat 'het verleden' wordt vernietigd?

Het was een beetje scherts. Er is een kwantumzelfmoord-gedachteëxperiment dat als volgt werkt ter illustratie van de meerdere wereldentheorie: neem een pistool, zet het tegen je hoofd – niet thuis proberen dus! – en laat dat vuren afhankelijk van een kwantumgebeurtenis.

Indien de meerdere wereldentheorie juist is zul jij in jouw universum altijd merken dat het pistool niet afgaat – dat zijn immers de enige universa waarin je nog leeft. Alle universa waarin je jezelf door het hoofd schiet maak jij niet mee.

Hier zinspeelde ik op. Misschien zitten we wel in een universum waarin de LHC nooit geactiveerd kan worden omdat als dit wel zo is dat universum geheel uitgewist wordt, met verleden erbij.

quote:

Op vrijdag 6 november 2009 18:14 schreef banananasi het volgende:
Hoe bedoel je dat 'het verleden' wordt vernietigd?

Er zijn mensen die vrezen dat processen in een volledig functionele LHC een zodanig destructief effect hebben op het ruimte-tijd-continuum dat het heelal inclusief verleden en toekomst niet meer zou bestaan. Als het verleden niet meer bestaat, is er ook geen LHC dus ook geen vernietiging meer. Een onstabiele situatie. Een universum met een functionerende LHC kan dus niet bestaan. De enige mogelijkheid is een universum zonder LHC of met een niet-funtionerende LHC.

[ Bericht 25% gewijzigd door Papierversnipperaar op 06-11-2009 18:49:36 ]

Ja dat snap ik allemaal, maar ik volg niet hoe het verleden dan kan worden vernietigd? En toekomst? De tijd gaat toch gewoon door, met of zonder leven? Ik weet ook niks van kwantummechanica, zal daar wel aan liggen.

edit: en is er dan voor iedere gebeurtenis een wereld, iedere toestand, eigenlijk oneindig veel werelden (volgens de wereldentheorie)?

quote:

Op vrijdag 6 november 2009 19:31 schreef banananasi het volgende:
Ja dat snap ik allemaal, maar ik volg niet hoe het verleden dan kan worden vernietigd? En toekomst? De tijd gaat toch gewoon door, met of zonder leven? Ik weet ook niks van kwantummechanica, zal daar wel aan liggen.

Neem het niet te serieus hoor.

quote:

edit: en is er dan voor iedere gebeurtenis een wereld, iedere toestand, eigenlijk oneindig veel werelden (volgens de wereldentheorie)?

Ja, dat is niet zo’n verkeerde voorstelling van zaken, zie b.v. Many worlds interpretation

Huge $10 billion collider resumes hunt for 'God particle'

Here we go again ...

Ik vind die benaming van het "God deeltje" zo vreemd. Ik krijg er maar een naar gevoel bij.

Werelden theorieen staan ook bekend als de parallel heelal. Bewezen is het nooit maar uitsluiten kan je ook niet. Denk maar aan een winnende lot van de loterij. 4.999.999.999 keer kans dat hij niet valt op jou lot. 1 keer kans dat hij wel valt op jou lot. Nu komt het, win je de prijs gaat in een keer 5.000.000.000 mogelijkheden voor je open. Je neemt een beslissing en je maakt 4.999.999.999 gebeurtenissen niet meer mee. Die sluit je uit en juist die eene pad heb je genomen. Dus 5.000.000.000 maal 5.000.000.000 is dan gebasseerd op 25.000.000.000.000.000.000 gebeurtenissen. Dat is ook de reden dat het geluk maar heel klein is in een tijd en plaats bepaling.

Dus ik ben niet de enige die vindt dat die benaming bullshit is? Mooi zo.
Zou wel mooi zijn als ze de Higgs-boson vinden; enige waar ik moeite mee heb is het idee dat dit deeltje geen spin heeft. Maar dat zal dan wel heel normaal zijn in quantum wetenschappelijke termen. Zo goed ben ik er niet in thuis

quote:

Op donderdag 12 november 2009 13:12 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Wat is daar precies op tegen dan? Het Higgsboson zou dan in elk geval wel het enige scalaire deeltje zijn, dus in die zin is het wel bijzonder.

Daarom juist. Doordat het scalair is impliceert het dat het geen moment heeft in de vorm van spin. Dat is toch vreemd??

quote:

Op donderdag 12 november 2009 13:43 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Er is zover ik weet geen theorema oid wat scalaire deeltjes verbiedt in het standaardmodel.

Een deeltje wordt gekarakteriseerd door de spin en de massa. Higgsbosonen hebben geen spin, maar fotonen hebben bijvoorbeeld geen massa. Vind je dat ook raar?

Nee, hoor. Zeker niet raar, gewoon anders. Ik bedoel dat een foton geen massa heeft is een aangenomen en gemeten feit dat valt over de higgs boson nog niet te zeggen, dat zou uitzonderlijk feit zijn. Zoals ik al zei, zoveel verstand heb ik er niet van, ik vind het gewoon heel boeiend

wanneer gaat die lhc-fokker nou es aan ????

ze zeiden November ...

12-11-2009

De LHC

Zeven vragen over de ontdekkingsmachine van CERN

Na een vertraging van ruim een half jaar zullen deze winter dan toch echt de eerste botsingen plaatsvinden in de Large Hadron Collider (LHC). Deze ‘ontdekkingsmachine’ van deeltjesfysicaconsortium CERN wordt omringd door raadsels, hooggespannen verwachtingen en zelfs een beetje angst. Hoe zit het nou eigenlijk?

1. LHC? Wat is dat eigenlijk?
LHC staat voor Large Hadron Collider, ‘grote hadronen-botser’ in het Nederlands. Hadron is een verzamelnaam voor deeltjes die uit quarks bestaan, zoals protonen en neutronen. Kort gezegd bestaat de LHC uit een enorme cirkelvormige tunnel, waarin twee bundels protonen tegen elkaar in vliegen. Daarbij vinden botsingen plaats tussen die protonen, en bij zo’n botsing komen een heleboel andere deeltjes en energie vrij. Rondom de tunnel staan tal van detectoren om die verschillende deeltjes op te vangen en te bestuderen.


© CERN/LHC

.De LHC is de grootste deeltjesversneller ter wereld. De tunnel is 27 kilometer lang, en de deeltjes die er doorheen snellen halen snelheden van 99,999999% van de lichtsnelheid. De energie die een enkel piepklein deeltje in de LHC heeft is even groot als die van een mug – niet heel opzienbarend, totdat je bedenkt dat een mug een miljoen miljard miljard keer zo zwaar is als een enkel proton… De omstandigheden in de LHC zijn dan ook niet vergelijkbaar met die in welk ander laboratorium dan ook. Juist dat maakt deze superversneller zo uniek.

2. Waar is dat goed voor, zo’n deeltjesversneller?
Als je naar een insect wilt kijken, neem je een vergrootglas. Om de pootjes goed te kunnen zien is een microscoop misschien wel handig. Zo is er voor iedere meting wel een meetinstrument te bedenken. Als je naar de allerkleinste bouwsteentjes van het universum wilt kijken, haal je het niet meer met een huis- tuin- en keukenmicroscoop. Een deeltjesversneller waarin deeltjes botsen, zoals de Large Hadron Collider, kun je zien als een megamicroscoop. Door de energie van de piepkleine deeltjes naar gigantische waarden op te krikken, worden zelfs de meest minieme reacties meetbaar. De LHC wordt zelfs zo krachtig dat deeltjes die erin gespecialiseerd zijn om zich verborgen te houden, toch gevonden zullen kunnen worden.


In een cyclotron worden geladen deeltjes, zoals ionen, versneld in een cirkelvormige baan. De eerste cyclotronversneller had een doorsnede van slechts 10 centimeter. Het cyclotron wordt nog veel gebruikt voor medische toepassingen.

.Je kunt je afvragen waarom wetenschappers bereid waren om de vele miljarden die nodig waren om de LHC te bouwen te besteden aan het najagen van minieme deeltjes. De LHC is niet de eerste deeltjesversneller: het oudste model werd in 1929 ontworpen. Wel is hij veel krachtiger dan de machines die hiervoor gebouwd werden, waardoor de deeltjes veel hogere energieën bereiken. Met botsingen tussen zulke hoog-energetische deeltjes kunnen we misschien eindelijk een aantal deeltjes en verschijnselen waarnemen die nodig zijn om de rest van de natuur te verklaren. De ontdekking daarvan zal niet direct ons leven overhoop gooien, maar met meer begrip van de natuurkunde komen ongetwijfeld nieuwe ontdekkingen binnen handbereik.

3. Waarom botsen er nu nog geen deeltjes?
Vorig jaar september werd de LHC onder grote mediabelangstelling aangezet. De eerste tests gingen van een leien dakje, maar nog voordat de eerste botsingen plaatsvonden werd de machine alweer uitgezet: door een kapotte verbinding tussen twee magneten lekte er helium de tunnel in. Het opwarmen, repareren en weer afkoelen van de tunnel zou maanden duren, dus besloten de bouwers om de jaarlijkse winterstop van de versneller meteen in te laten gaan.


Enkele sectoren van de tunnel worden dichtgelast, na de reparaties aan het eerste heliumlek. © CERN
.Het defect bleek het begin van een reeks van tegenslagen. Deze zomer, toen de machine weer aan zou gaan, bleek er lucht in het isolatiesysteem rondom de buizen te lekken. De ingebruikname werd weer verder uitgesteld, tot het najaar. Aan het eind van de zomer werd bekend gemaakt dat de LHC het eerste jaar op halve kracht zal draaien. Zo kunnen de technici aan de machine wennen voordat het echte grote werk gaat beginnen.

Eind oktober 2009 werden er voor het eerst sinds de valse start weer deeltjes in de LHC gepompt. Sindsdien zijn er voorzichtige experimenten uitgevoerd met protonen die steeds verder de tunnel in komen, met als voorlopige record halfrond. Op een incident met een vogel en een stukje brood na lijkt tot nu toe alles goed te gaan. Naar verwachting zal de versneller half november klaar zijn om deeltjes helemaal rond te laten vliegen, en kort daarna zullen dan toch eindelijk de eerste botsingen te zien zijn.

4. Wat gaat deze ‘ontdekkingsmachine’ vinden?
De LHC is gebouwd om naar het antwoord te zoeken op een aantal onopgeloste raadsels in de natuurwetenschappen.

De bekendste van die raadsels is dat van het Higgs-deeltje. Dit deeltje werd voorspeld in het standaardmodel van deeltjes waar we de laatste decennia mee werken. De functie van het Higgs-deeltje is om, door interactie met andere deeltjes, de massa van materie te bepalen. Hoe het Higgsdeeltje er precies uit ziet weten we niet. De ‘handtekening’ die het deeltje bij een botsing achter zou laten kunnen we echter wel precies uitrekenen. De jacht op Higgs is al lang bezig, maar experimenten in de LHC kunnen uitsluitsel bieden over een heleboel theorieën die het bestaan ervan nodig hebben. Zelfs als het niet gevonden wordt.


Als het Higgs-deeltje wordt gedetecteerd, zal het patroon in de metingen er naar verwachting zo uit zien. © CERN

.Een tweede raadsel waar de LHC een antwoord op hoopt te vinden, is de samenstelling van het heelal. Zwaartekrachtvergelijkingen laten zien dat er een ongelofelijke hoeveelheid massa en energie aanwezig moet zijn die we niet kunnen vinden. Die donkere materie en energie zou wel eens op kunnen duiken in de LHC.

Een vraag die daarmee samenhangt is wat er gebeurde in de fractie van een seconde vlak na de Oerknal. De moderne natuurkunde is niet toereikend om daar betrouwbare berekeningen over te doen. Hoe komt het bijvoorbeeld dat ons heelal vrijwel alleen uit materie bestaat, en niet uit de bijbehorende antimaterie? Bovendien kan de LHC tests uitvoeren die ons vertellen of de snaartheorie misschien de goede manier is om het allerkleinste en het allergrootste met elkaar te verenigen. De LHC wordt zo het eerste laboratorium voor snaartheoretische experimenten.

Het Standaardmodel

In het Standaardmodel van deeltjes komen drie verschillende soorten deeltjes voor: leptonen, quarks en bosonen of krachtdeeltjes. De materie zoals we die om ons heen zien is gemaakt van een combinatie van quarks en leptonen. Deze deeltjes kennen drie families. De bekendste, en degene waar wij van gemaakt zijn, is de meest linkse kolom in het schema. Onze atomen hebben een kern van protonen en neutronen, die op hun beurt van up- en down-quarks gemaakt zijn. Om die kern heen vliegen elektronen. Neutrino’s, in de derde rij in het groen, zijn hele kleine, bijna massaloze deeltjes die nodig zijn voor de energiebalans. De tweede en derde kolom zijn andere families van materie, die qua eigenschappen erg op de onze lijken. Ze komen minder voor, en hebben vaak een korte levensduur. In de rechterkolom staan nog vier deeltjes om het verhaal compleet te maken: de deeltjes die verantwoordelijk zijn voor de vier fundamentele krachten. © Fermilab

.Maar daarmee is de kous nog niet af. De allerspannendste resultaten van de LHC zijn degenen die we juist niet voorspeld hebben, maar die uit zichzelf komen opduiken in een van de vele detectoren. Een gigantische brij aan exotische deeltjes wordt binnenkort zichtbaar gemaakt, en naar wat daarin zit kunnen we tot dan toe alleen maar gissen.

5. Welke experimenten worden bij LHC uitgevoerd?
Rondom de ronde tunnel waarin de deeltjes rondvliegen staan vier grote experimenten opgesteld. ATLAS en CMS, ALICE en LHC-B. Elk van deze experimenten heeft zijn eigen batterij aan detectoren rondom de tunnel opgehangen, en kan zo informatie over een klein deel van alle botsingen in de LHC opvangen.


ATLAS is één van de vier detectoren die rondom de LHC zijn opgesteld. © CERN

.Natuurlijk hebben niet alle experimenten hetzelfde doel. Twee ervan, ATLAS en CMS, zijn ontworpen om vreemde deeltjes te ontdekken, met name het illustere Higgs-deeltje. Ze doen dit op totaal verschillende manieren, zodat ze elkaar kunnen gebruiken om hun resultaten te testen. LHC-B gaat zich door de hooiberg van botsingen heen werken om een speld te vinden: asymmetrie in de natuur. Zo hopen de onderzoekers bij dit experiment een aanwijzing te vinden over de afwezigheid van antimaterie in ons heelal. ALICE, tenslotte, is een vreemde eend in de bijt: hier worden geen botsingen tussen protonen maar tussen zware loodkernen geanalyseerd. Als ALICE in bedrijf is, moeten de andere experimenten dus even pauze houden. De botsing tussen twee zware atoomkernen levert een heel dicht en onbegrepen plasma op: een quark-gluonplasma. Die toestand kan als een simulatie van het piepjonge heelal vlak na de oerknal worden gezien.

6. Hoe zet je die botsingen om in wetenschappelijke kennis?
In de vier experimenten van de LHC botsen twee bundels deeltjes met ongekend hoge snelheid op elkaar. Volgens de wet van behoud van energie moet alle snelheid die bij zo’n botsing verloren gaat, omgezet worden in andere zaken. Energiepakketjes bijvoorbeeld, licht dus, maar ook een santekraam aan andere deeltjes. Voor alle producten die uit een botsing tussen twee deeltjes kunnen komen staan detectoren om de tunnel heen. Meestal meet zo’n detector een spanningsverschil dat ontstaat als er een deeltje doorheen vliegt.


Een deel van het immense computernetwerk waarin de meetgegevens van de LHC opgeslagen en bewerkt zullen worden. © CERN

.Maar in de deeltjesversneller vinden per seconde zo’n veertig miljoen botsingen plaats, waarvan er hooguit tweehonderd echt interessant zijn. Er wordt dus een continue brij van meetresultaten geproduceerd, en het is aan de onderzoekers om de zeldzame metingen eruit te vissen waar ze naar zoeken. Om dat te doen hebben ze de hulp van een ongelofelijk krachtig computersysteem: het GRID.


Hoewel er al een immens computernetwerk aan de LHC hangt, kan jij ook een steentje bijdragen aan de bliksemsnelle verwerking van de meetresultaten. LHC@Home is een applicatie die de processorruimte van je computer benut als je hem zelf niet nodig hebt. © LHC@Home

Het Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) is een netwerk van zo’n 170 rekencentra in 34 verschillende landen. Dat netwerk zal worden ingezet om de ongekende hoeveelheid informatie die de LHC ieder jaar zal produceren – 1,7 miljard DVDs vol meetgegevens – op te slaan. Met slimme computerprogramma’s wordt dan een eerste voorselectie uit de meetgegevens gehaald. Zo voorkomen we dat ieder plaatje door een mens moet worden bekeken, dat zou onbegonnen werk zijn! De mogelijk interessante plaatjes komen dan op het bureau van de LHC-medewerkers terecht, en zo komen hopelijk de interessante fenomenen die zich verstoppen in een stortvloed van meetresultaten bovendrijven.

7. Wat kan er mis gaan?
Niet iedereen is enthousiast over de bouw van ontdekkingsfabriek LHC. Zo sleepten een Spaanse en een Hawaiiaanse wetenschapper CERN in 2008 voor de rechter, omdat er volgens hen reacties in de versneller plaats zouden kunnen vinden die al het leven op aarde op zouden slokken. De rechter bepaalde naar aanleiding van een uitgebreid onderzoeksrapport dat de angst van de twee wetenschappers ongefundeerd was, en dat de LHC veilig is. Het mag dan wel de krachtigste deeltjesversneller aller tijden zijn, maar het bombardement van kosmische straling dat de aarde dagelijks te verduren krijgt bevat veel meer energie en heeft nog nooit een zwart gat veroorzaakt.


In de film Angels and Demons wordt Vaticaanstad bedreigd door een gram antimaterie, gemaakt in de LHC. In de LHC kan inderdaad antimaterie worden gevormd, maar voor het verzamelen van een gram antimaterie zouden vele jaren nodig zijn. Bovendien zijn we nog niet in staat om het op te slaan. © SONY Pictures

.Hoewel het dus wetenschappelijk vast staat dat de LHC niet tot het einde van de wereld zal leiden, zijn er nog kleine groepen mensen die daar niet in geloven. Hun angst wordt gevoed door boeken en films als het Bernini-mysterie, waarin een hoeveelheid antimaterie uit de LHC Vaticaanstad van de kaart drijgt te vegen.

Ook de mogelijkheid dat er piepkleine zwarte gaten zullen worden gevormd blijft een bron van speculaties. De theorie over die zwarte gaten wordt onder andere door de beroemde natuurkundige Stephen Hawking ondersteund, maar de kans dat ze daadwerkelijk gevonden zullen worden is heel erg klein. Bovendien zal de levensduur van de zwarte minigaten zo kort zijn, dat ze al ruimschoots verdampt zijn voordat ze ook maar een deeltje tegenkomen om op te slokken.

Voor CERN is de publiciteit over de gevaren van de LHC niet alleen maar vervelend. Inmiddels weet de hele wereld dat de Zwitserse deeltjesfabriek op het punt staat van start te gaan – en dat er spectaculaire vondsten zullen worden gedaan is wel zeker.

Hoewel er dus geen echt veiligheidsrisico is, vond de BBC de doemscenario’s zo onderhoudend dat ze er een verfilming van hebben gemaakt (wel in het Engels).



(Kennislink)

Volgens mij zijn ze weer bezig om er deeltjes door heen te gooien: http://twitter.com/cern/