\
ln deindqw
d+l"n
"t lr.:
De 27 kilometer 1angc,ondergrondse ring van Cern bij Cenbve ligt nog even opcn voor burtenstaanders.Volgend jaar zijn de nieuwc deeltjesversneller LHC en z'n enorme detectoren dichtgcbonwd met apparatuur en als de LHC aan staat, lnag wegens clc straling niernand de tunnel in. Een laatste kans orn de ingewandcn van het technisch wonder te proeven. "Momcnteel plaatsen ze dertig magneten per dag in de tunncl." Stan Benn'e1sen, hoogleraar hoge-encrgiefysica bij Nikhef (Nati ona:rl instituut voor kern- en hoge-encrgiefysica)doet er luchtig over. Hct is cchter een hele prestatie, want de elektromagneten, rrct sr,rpcrgelcidcndestroornspoelen, zijn rneterslange buizen vo1 zecr ger-truliscrFparatulrr/ die pas na uitgebreide testen hun plck in de tnnnel van het Cern mogen inneinen. De in totaal 9300 m:.r.qnctc1-l moeten bovendien ovcr de hele lengte van de tunnel tot oir 1lgrlillimctcr nauwkeurrg gcinstalleerJ worden.
Die magneten zorgen er stral<sI'uor rl:rt een stroom van protonen in twee buizen in tegengestcldc ricl"rtir.rg rondjes draait in de 27 kilometerlange tunnel ontlcr hct Zn'rtscr.scen Franse grensgebiedbij Genbve. Een protor.rr. Je ke rn van een waterstofatoorn. Door die bundels front.r.rl tr letcn botsen krilg ie meer waar voor je geld dan witi-rnrur 'u .lu lrr.rntlelop een stilstaand blok materiaal schret. Experimenten in de hoge-energiuti....t tt'u scl'rascerdop een eenvoudig idee: deeltjes worclcn ::r: : ,:u :ne lhcicl op elkaar g e s c h o t e n ,w a a r d o o r z e i n h n n . . r : : - . - r r . i r , 1 u : r ..1l c 1 e nu i t e e n v a l len en allerlei nieuwe brokstr-rli,.r.:'. ..: .l.rcurcr.r. Uit de beweg i n g e n e n h e t v e r d e r r - r i t e e n r ; r l l -. . . - . . . . i . r ' t , l i . t n 1 < k cins i n pr-rncipede structuur van clc nr.r'--r . - :. .ic allcrklcinste schaal rrf tc lciden. D c L a r g e H a d r o n C o l l i d e r z a l . : . , : - - : : . r r t l e rc l a no o i t o p e l k a a r l a t e n b o t s e r - rc, l u sz i j r - r. 1 . . , : . - : r t r n g c n v o o r 1 0 0 7 , a l s
e.4\rralJ^\ tlrp 'lrJlaoq -rtelu /psseur>loo atlleeps33r11laq l1ear1 JIaZ // UacltlaLl l?sst?Lllsetllaap allPluaLllela a3ftuuros LLIOIRaA\ llru rlrs,(g ap ueddeus sJepLrE'ueetsaclleollr erroeql .l8rprnrl ap sur;-1o,ri1?pettlaap auorze8 troou 8ou lrrl sr 1ECI atlleap 'ureJ uEE erupuleep aspupl -s33rg latl clo leeroadsqcrz tqcr.r -.repeNep rrEAotpreedapered'"ro1oe1ep-seltv e61 'uestoq ual -1nz satrleap ap ur.rE€,4\ ueJolratap asro^rp ueuro>l 3uu ep puo6 -onaS-rr:r:,*uapJe,{\ -raproc lroo uep s/l?ssplueloSoq r.o, .,T?Tl -tLIo sa[]].Jp u.uun>l '(.rur =1 sLrralsuigsua81o.L) ESSRrrr ur uep -rrr^\ lr1-')[ rrzrBuro trS.raua ]epuro 'dE.I ul uep uo8h.r>iarSleue 'uc11eus;e,tuauolord erep :l,n,So11 I:JA uae sattl.cp ep tEpoz -.r?1?^\z .rrll>l 008I rlrrn.r rp lpz rretu 'letrunl epllczep l>pnrqaS 'salllaaprtur utlq ue Lreuorl 391 le31o.r.do ualrorlrsod ->lel. eplrus.rr^ erq 'pletlrelLrtuo '491 ';e11ausre,r a8rleurueot ap pro^\ O0gZ n1 uauueclse8Sooq 'tretsdo ls"reatari .rool JHT ep
I
I
J I
i:ll. firi f1 f
. !a'l
IJ
fs\ ii-.tdi ti
0Fu lMu
c
Ni
tt t
+ c
-g I
c
nwtnrl 0 37
38 www.nwtontine.n[
v) Muondetectoren
Elektromagnetische caloriemeters
Fl
F
Detector characteristics 44m Width: Diameter: 22m 7OO0t Weight:
Binnenste elektromagneet Voorstecatoriemeters Eindkapelektromagneet
Buitensteelektromagneet
Binnenste detector
LargeHadron Cottider, gevoelig veelzijdig
plaatsen aande buitenkant dieeen vanAttasliggenstroomspoelen geladendeettjeswordendoor creEren.Etektrisch intemmagneetveld tussen sterkerafgebogen naarmatedeverhouding eenmagneetveld hun tadingen massagroteris,zodatde preciezeplaatswaarze in de geeft. informatieoverdietweeeigenschappen detectorterechtkomen eendeeltjeen kunnende energiediedaarbij Caloriemeters absorberen broertjes(200maalmeer Degrotedetectoren bij de LHCbestaanuit concentrische lagen vrijkomtmeten.Muonenzijnzwaartijvige diemakketijkdoormetersmateriaalheen detectormateriaat, die iederverschi[[ende soortendeettjes(hadronen, massa)vanelektronen, vanAtlaste detecteren zijn. leptonen) en huneigenschappen registreren. Vlakrondde botsings- dringenen daarompasaande buitenkant
niet precies", vertelt Bentvelsen."De standaardtheorievoorspelt dat het zeer waarschifnlijk ligt in het energiegebiedwaar we straks kunnen gaan meten. Als we het met dezeversneller niet vinden, dan moet de huidige theorie op zijn kop." "Ik zou dat niet erg vinden", voegt Frank Linde, directeur van het Nikhe{ toe: "We zijn juist erg benieuwd naar alles wat we niet verwachten. Dat maakt het juist zo spannend." Nederland neemt ook nog deel aan twee anderedetectoren rond de ring, Alice (gaatde quark-gluonmassameten/ als het ware de lijm die de protonen en anderedeeltjesin de atoom-
kern bij elkaar houdt) en LHCb {onderzoekthet beauty-quark, omdat daar mogelijk het antwoord is te vinden op de vraag waar alle antimaterie in ons heelal is gebleven). Brokstukken Hoe simpel het idee ook is, de praktijk is weerbarstig. De minuscule deeltjes moeten op snelheid gebracht worden met elektrische velden en in hun baan gehouden met supersterkemagneten.Dan moeten ze gecontroleerdbotsen, waarna de wegschietendefragmenten in detectoren zo groot als een flatgebouw worden opgevangenen gedetecteerd. De extreme omstandighedenstellen de hoogst mogelijke eisen aan de techiek. Er is hoog-vacurimnodig - ijler dan de ruimte tussen de sterren - en de magnetenvan de versnellerworden met vloeibaarhelium gekoeldtot twee gradenboven het absolute nulpunt. Dat is nodig om het metaal van de stroomspoelen supergeleidendte maken. Voor een elektromagneetgeldt namelifk: hoe meer stroom je erdoorheenjaagt,hoe sterker het magnetischveld dat hij produceert.Maar in niet-supergeleidendespoelenzou dit zoveel warmte opwekken dat de magneet smelt. Bij de bouw moesten de ingenieursdan ook veel onvoorziene problemen oplossen."Zo hebbenze hier zelf geleerdom aluminium aan staal te lassen",vertelt Linde. "Er bleek op de hele
nwt nrl 0 39
Wittestreep Karrretjesdie onderdelen vervoerenori5ntreren zichop dewitte streepopdegrcndZowordtdekansopaanrijdingen in de nauwetunnelverkleind.
vereld \-ereld geen geen bedrijf bedrrlt te te zijn ztln dat dat die die kennis kennis in hhuis heeft.,,Zelf )nrwlKKetoen Lrnde ,ntwikkelden Linde en zrln zijn col_[ega,s collega,s speciaal voor Cern een -\'Ste€fi1om heel precres precies de positie te bepalen van de meetin_ meetir .rrumente-n, genaamcl .rrumenren/ genaamd Kasnlk. Rasnik. Dat is belangrijk, omdat de plek ple .raar een.deeltje gedetecteerd wordt, informatie geeft over het .oort deeltje. "We verkopen die technologie nu a-anandere :roepen, met soms heel andere toepassingen.,, :en praktisch probleem is ook dat er zoveel landen participe_ 'reoereen :jn. Linde: Llncle: "Iedereen clenkt dat denkt dat hij ht1 zelf zelt het het beste beste weet weet hoe hoe iets iets :cmaakt moet worden. Wij ook.,, Er lopen hier met name veel
nderd gastendie Cern dageliiksrondleidt is het .rlokkelijk om even een fiets te lenen en zelf.'.rndigdoor de tunnel te gaanrijden. :r mag echterabsoluutniet. ,,Voorhun eigen : l i g h e i d " ,I e g tB e n t v e l s e n u i t . , , W ek u n n e n ,t iedereeneen zuurstoffles meegevenen als ;cn lek ontstaatin het koelsyste-em vult de ,:nte zich in korte tijd met helium. Helium is -: giftig, maar het verdringt de lucht, waardoor ' . : sen zo zoudenstikken. ,, : kan Cern zich niet veroorloven.De staf is . -lsbena-uwd voor ongelukken die de goede .:: van het experiment zouden kunnen bezoe_ - r, vertelt Linde: "Er is tot nu toe 66n werk:::r omgekomen,dat is er 6€n te veel.,,.
t-*i
