Met man en macht wordt aan de LHC gewerkt om binnen afzienbare tijd protonen met deze gloednieuwe machine te laten botsen. Wij, betrokken bij de Atlas detector die deze botsingen vervolgens registreert, waren druk met de voorbereidingen bezig toen het bericht kwam: al ‘droogzwemmend’ blijkt de voltooiing van LHC nu heel dichtbij maar er is wel een onverwacht probleem aan het licht gebracht. De eerste botsingen zullen deze zomer ‘zeker’ komen, al zullen ze niet op volle kracht plaatsvinden.

Om de bundel protonen in hun cirkelvormige baan van bijna 27 kilometer te houden en niet te verliezen in de rotsen onder het meer van Geneve, heb je sterke magneten nodig. Hun ontwerp staat dan ook bol van de superlatieven: het hart van de LHC wordt gevormd door 1232 dipool magneten van 15 meter lang. Deze dipool magneten moeten in staat zijn om een magneetveld op te wekken dat ongeveer 150000 zo sterk is als het magnetisch veld van de aarde. Het magneetveld wordt opgewekt door een elektrische kringstroom van 12000 Ampère en de magneten zijn om deze reden ‘supergeleidend’. Maar dan moeten de magneten wel worden afgekoeld tot een temperatuur van 271 graden Celcius onder nul en is het koper vervangen door een mix van titaan en niobium. Voor de afkoeling wordt vloeibaar helium gebruikt, waarvan ongeveer 30 procent van de hele wereldvoorraad op CERN te vinden is. De magneten zijn stuk voor stuk geïnstalleerd en bekabeld, en liggen allemaal in de tunnel klaar om te worden afgekoeld.

Dit gedeelte van het project verloopt prima en ongeveer de helft van de magneten zijn nu afgekoeld en supergeleidend. Rond eind juli moet het afkoelen klaar zijn en kunnen de eerste bundels protonen rondgaan. Het zal dan ongeveer nog twee maanden duren voordat de eerste botsingen plaatsvinden. De officiële opening van LHC is op 21 oktober, en het is de vraag of alles dan zal werken.

Om geen tijd te verliezen is met de afgekoelde magneten alvast begonnen met ‘droogzwemmen’. Er wordt stroom door de spoelen gestuurd alsof ze de bundel protonen rondsturen. En hier kwam een probleem aan het licht: bij ongeveer 10000 Ampere bleek een aantal van de magneten te ‘trippen’. Trippen is geen nieuwe rage, maar betekent dat de magneet zijn supergeleidende eigenschappen verliest. Dat trippen is op zich niets vreemds en wordt verholpen door simpelweg de stroom er opnieuw door te sturen (waardoor het fijnmazige netwerk van supergeleidende filamenten zich herschikken tot een stabieler geheel). Maar het is onbekend hoeveel dipolen er nog meer zullen trippen en je bent voor elke trip een dag kwijt om supergeleiding weer terug te krijgen. In deze tijd is de LHC machine onbruikbaar. Daarom is besloten dit jaar de magneten niet voluit aan te zetten en dat betekent dat de bundel protonen tot ongeveer 70 procent van de maximale energie kan gaan om niet uit de bocht te vliegen. Maar ook: geen trips.

Jammer natuurlijk, maar wel verstandig - wij bij Atlas hebben liever een flinke hoeveelheid botsingen met een goedlopende machine dan continue onderbreking van de metingen door irritante magneet trips. En bovendien hebben we dit jaar voldoende aan ons hoofd om ook met lagere botsingsenergie onze eigen detectie apparatuur te testen. Gelukkig is in elk geval de bundelpijp niet groot genoeg om bierflesjes in te stoppen; de reden waarom jaren geleden de LEP versneller voor een flink aantal maanden plat lag.

Volgend artikel in dit blog