Na een uitstekende vakantie, en de nodige voorbereidingen voor het nieuwe studiejaar (ik geef vanaf 1 september een college over de ‘speciale relativiteitstheorie’) is het hoog tijd te vertellen hoe we er met LHC versneller en de Atlas detector voor staan.

Om te beginnen met de LHC versneller: zoals op de Cern web site is te lezen , is het een paar weken geleden gelukt een bundel protonen vanuit de voorversneller in LHC te injecteren. Dat wil zeggen dat een bunch protonen, een pakketje protonen van plm 15 cm lang waar in totaal zo’n tien miljard stuks zitten, is versneld in een lineaire voorversneller, is vervolgens door een een proton synchotron heen gegaan en is verder versneld met de ‘Super Proton Synchrotron’ machine. Deze laatste voorversneller heeft een omtrek van meer dan 6 km en geeft de protonen een energie van 450 GeV (ongeveer 450 maal hun eigen massa). Tot zover gesneden koek en deze configuratie van versnellers draait al vanaf eind jaren 70, en waarmee in 1983 het W en Z deeltje werden ontdekt (om als een soort Pavlov reactie hierbij te vermelden dat onze Nederlander Simon van der Meer, samen met Carlo Rubbia, voor deze ontdekking indertijd een Nobelprijs kregen).

Uiteindelijk werden nu voor het eerst de protonen doorgestuurd naar de LHC versneller van 27 km omtrek. In deze versneller zullen twee onafhankelijke bundels in tegengestelde richting rondcirkelen, een ‘met de klok mee’ en de ander ‘tegen de klok in’. Op 11 augustus werd via een nieuw aangelegde ‘transfer’ tunnel voor het eerst de bundel protonen ‘met de klok mee’ vanuit de SPS geïnjecteerd in het eerste stuk van de LHC. De magneten van de versneller stonden afgeregeld op de theoretische waarden en al na de eerste paar pogingen volgde de bundel de 3 kilometer lange kromming van de versneller. Dat betekent dat de SPS en de LHC machines keurig met elkaar zijn gesynchroniseerd. Met monitoren kun worden bepaald dat de bundel tot op de millimeter nauwkeurig door het centrum van de bundelpijp ging en werd opgepikt door het rf versnellersysteem. Na 3 kilometer werd de bundel op een trefplaatje gestuurd en daarmee gestopt, omdat de rest van de versneller simpelweg nog niet gereed is. De controle kamer van de versneller stond tijdens deze exercitie zwart van de mensen die dit succes mogelijk maakten.

Afgelopen vrijdag is eenzelfde test van 3 kilometer uitgevoerd met protonen die de weg ‘tegen de klok in’ afleggen, en ook dit verliep prima. Deze bundel protonen liep langs het experiment van mijn collega’s, de LHCb detector. Daar liet het zijn sporen na in de gevoelige apparatuur in het hart van deze detector.

De bundel is nog niet ‘langsgeweest’ bij Atlas. De Atlas detector zit precies tussen de twee injectiepunten van de bundels ‘met de klok mee’ en ‘tegen de klok in’, en beide bundels moeten zo ongeveer een compleet rondje hebben gemaakt voor ze bij Atlas kunnen komen. Maar deze week is eindelijk ook het laatste stukje van de LHC machine afgekoeld naar de juiste temperatuur en kan de bundel helemaal rond. Maar we moeten wachten, tot woensdag 10 september, want dan komen de journalisten langs om de eerste injecties van bundel door de versneller ‘live’ mee te maken en wie weet ook de eerste botsingen te zien. Dan zullen dat hooguit botsingen bij injectie energie zijn, 450 GeV, net als we al hadden met de oude SPS versneller.

Volgend artikel in dit blog