
Bij binnenkomst in de controle kamer is het plaatje met de status
van de verschillende subdetectoren van ATLAS verdacht blauw.
Blauw is stand-by is saai. De jongen van de nachtdienst vertelt
dan ook zijn nacht "mostly boring" is geweest. Op de LHC status
website (zie laatste blog) staat droog commentaar: "An AUG
triggered in point 7 due to bad contact. Recovering LHC from the
power cut. Access needed. No beam before 11h00." Er is dus een
dip geweest in de energie toevoer naar een van de magneten in
punt 7 van de LHC, dat is ergens tussen de detectoren CMS en
LHCb. Op dit moment zijn er mensen beneden om het slechte contact
te vervangen, anders hebben we over een paar uur weer een
kortsluiting.
Gelukkig zal het niet de eerste keer zijn dat een tamelijk
verontrustende mededeling (zoals "access needed") binnen een paar
uur is opgelost en ik nog voor het einde van mijn shift om 15h
protonen door de detector zie vliegen. Maar tot 11h is de
detector gewoon in stand-by en is de shifter (ik dus) gewoon
iemand die een slapend apparaat in de gaten houdt.
Daarom zal ik vandaag wat meer vertellen over de status website
van de LHC, zie
http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC1
. Op deze website kan iedereen iedere tien seconden de status van
de LHC controleren, maar ik zou de frequentie beperken tot eens
per dag. Op de website staan een aantal acroniemen die ik heb
opgezocht. BCT staat voor Beam Current Transformer en meet de
intensiteit van de de bundel, dus het aantal langskomende
protonen per seconden. Tl staat voor Transfere line, dat zijn de
punten waar de bundels in de LHC worden geïnjecteerd. B1 en B2
zijn beam 1 (met de klok mee) en 2, de beam (tegen de klok in).
TED staat voor Beam Absorber for Injection (External), dat zijn
twintig ton wegende deuren die de bundels kunnen tegenhouden vlak
voor ze door de experimenten gaan. Zie hier:
http://doc.cern.ch//archive/electronic/cern/others/PHO/photo-tsic//lhc-2007-001.jpg
voor een plaatje van de installatie van een TED. De TDI zijn ook
Absorbers, maar die meten de bundels na de experimenten.
Rechtsonder op de LHC status website, staat "BIC status and SMP
flags" dat betekent "Beam Interlock Controller status en Safe
Machine Parameter Verifier". Een interlock is meestal een verbod
in de hardware. Daar bedoel ik mee dat een auto niet start zonder
dat de sleutel in het contact zit. De LHC kan nooit protonen
versnellen als de experimenten niet een akkoord hebben gegeven.
De verschillende opties die genoemd worden (zoals "Global beam
permit") geven de verschillende niveaus aan waarop de
versneller al dan niet permissie heeft om protonen in de
versneller te injecteren.
Voor hen die de LHC controle kamer willen bellen, ze zijn 24 uur
bereikbaar in de Common Control Center vanaf iedere CERN telefoon
op 77600.
Het blijkt een goed idee om de computer nog even aan te zetten deze zondagavond, want er zijn weer protonen in de LHC! Iedereen die net als ik aan de voortgang van de versneller is gekluisterd zou deze website in de gaten moeten houden: http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC1 Als het rode en blauwe lijntje omhoog zijn, betekent dat rondvliegende protonen in beide richtingen.
Terwijl ik nu mijn bed op zoek, zullen de bundels vannacht weer signaal in ATLAS geven. Ik kijk uit naar morgen.
Het blijft de vraag of het goed is om je duidelijk als
vrouw/meisje te profileren in een mannenwereld. De angst die veel
dames hebben is dat ze banen en kansen krijgen omdát ze een vrouw
zijn. En (dus) niet omdat ze goed zijn. Van Rob Wijnberg heb ik
geleerd dat deze angst past in onze meritocratie maatschappij.
Dat is het maatschappijmodel waarin de positie van het individu
wordt bepaald door zijn of haar merites (verdiensten). De
weerstand tegen het wettelijk vastleggen van het aantal vrouwen
in bepaalde posities wordt in dit gedachtegoed op twee manieren
als oneerlijk ervaren. Ten eerste benadeelt het mannen, die er
immers niets aan kunnen doen dat ze geen vrouw zijn. Ten tweede
zou het vrouwen de naam van excuus Truus geven, of ze die
verdienen of niet.
Op CERN val je op als dame. Gewoon omdat de meesten hier man
zijn. Er zijn denk ik grofweg twee manieren om daarmee om te
gaan: je wordt een jongens-meisje of niet. Ik heb het eerste
geprobeerd, maar dat beviel me niet. Het gaf me het gevoel dat ik
me ondanks mezelf aanpas. Tegenwoordig draag ik weer rokjes naar
mijn werk. Dat bevalt me beter. Maar het heeft ook een duidelijk
nadeel. Mensen kennen me als "je-weet-wel, die blonde met die
kleren". Niet direct het imago waar ik als serieus wetenschapper
op zit te wachten. Ik probeer het maar positief te benaderen. De
eerste indruk heb ik al achtergelaten, nu hoef ik me alleen nog
maar te bewijzen als natuurkundige.
Het verschil in aanpak van verschillende vrouwen komt duidelijk
naar voren tijdens de voorbereidingen voor Internationale
Vrouwendag op 8 maart. De meeste dames vinden het feit dat er een
Vrouwendag moet zijn al een belediging. Dat gevoel lijkt te leven
bij collega's van alle generaties. Ikzelf weet het niet zo goed.
Ik ben het ergens wel met Rob Wijnberg eens dat er maar een
manier is om eeuwenlange heerschappij van mannen te compenseren:
vrouwen voortrekken totdat er behoefte is aan een Internationale
Mannendag.
Van de data van de eerste botsingen in de LHC in 2009 zijn
ondertussen twee artikelen gepubliceerd. De detectoren ALICE en
CMS hebben de eerste data gebruikt om vergelijkbare papers te
schrijven. In deze papers wordt het aantal geladen primaire
deeltjes in detector per ruimte eenheid per event gemeten en
vergeleken met de verwachting. Ik heb beide papers doorgespit
voor en gepresenteerd in voor mijn collega's. Ik zal hier ook een
uitleg geven. Vandaag deel 1: de botsing.
Als twee protonen elkaar ontmoeten, kunnen ze een interactie
aangaan. Die interactie noemen we veelal botsing. Anders dan
bijvoorbeeld biljartballen kunnen protonen op verschillende
manieren botsen. Ten eerste kunnen ze elastisch en inelastisch
botsen. Om even bij de biljart ballen te blijven: een elastische
botsing is de "gewone" botsing. De eerste bal ligt stil, de
tweede komt aanrollen en stoot de eerste weg. De eerste rolt weg
met de snelheid van de tweede. De tweede ligt stil op de plek van
de botsing. Typisch aan dit soort botsingen is dat ze symmetrisch
zijn in de tijd. Er is geen onderscheid te maken tussen de film
vooruit of achteruit draaien.
Om een inelastische botsing in dit biljart geval te
bewerkstelligen moet je iets creatiever zijn. Je neemt twee
kanonnen, laadt de biljartballen en schiet ze tegen elkaar. Bij
de botsing breken de biljartballen in stukjes. Deze film kan je
niet zomaar achteruit draaien. Het is duidelijk dat alle kleine
stukjes niet zomaar tot vliegende biljartballen zullen
transformeren.
Protonen zijn niet zomaar alledaagse biljartballen. Ten eerste
hebben ze lading. Omdat hun lading hetzelfde is, stoten ze elkaar
af. Dat is een elastische botsing. Die afstoting gebeurt door
uitwisseling van een foton (licht deeltje). Dit is voor te
stellen als twee mensen die op rolschaatsen staan en een
basketbal overgooien. Door het gooien en vangen zullen ze allebei
achteruit rollen, elkaar dus afstoten. Deze vergelijking is
inzichtelijk, maar ik weet niet precies hoe ik hem kan gebruiken
voor aantrekking, wat geladen deeltjes ook kunnen als ze
tegengestelde lading hebben.
Bij inelastische botsingen worden de protonen in stukken
gebroken. Dat zijn de interessante processen. Het wordt helemaal
spannend als de deeltjes binnenin de protonen botsen. Dat stel ik
me voor als een inelastische botsing tussen twee knikkers in een
vliegende bol pudding. Bij inelastische botsingen kunnen ook
nieuwe deeltjes ontstaan, die deeltjes gaan we meten. Deze week
komen de botsingen overigens waarschijnlijk weer, leuk!
Dit weekend draai ik nachtdiensten voor de silicium strip
detector (SCT) van ATLAS. Op vier computerschermen verschijnt
informatie over de ruis in de strips, de hoeveelheid gemeten
kosmische deeltjes (vanaf 15 februari weer botsingen) en de
temperatuur van de gehele binnenste detector van ATLAS, waar de
SCT dus weer een onderdeel van is. Bij binnenkomst gisteren
vertelde de jongen van de avond dienst al dat koeling loop 73,
die een deel van de pixel detector koud houdt, twijfelachtig
functioneert. Terwijl alle andere thermometers ongeveer 40 graden
aangeven, blijft deze loop rond de 70 graden hangen. Rond 12 uur
werd een run gestart door de algemeen coördinator en de SCT
functioneerde urenlang probleemloos.
Een waarschuwing over de temperatuur kan verschillende oorzaken
hebben. De thermometer kan kapot zijn, de communicatie tussen
mijn computer en de thermometer kan slecht functioneren of de
temperatuur is daadwerkelijk te hoog of te laag. Wat de oorzaak
ook moge zijn, ik moet opletten dat het functioneren van de
detector niet verstoord wordt.
Gisternacht om 5 uur 's morgens begon mijn hele scherm gevaarlijk
rood te knipperen. Loop 73 was in "fatal" status en bleef dat.
Voor 10 seconden, voor 20 seconden. Het telefoonnummer van de
koeling expert staat op mijn lijstje belangrijke nummers. 30
seconden. "Hello?" vraagt de expert slaperig. "Ja, goedemorgen,
dit is Lucie, ik zit nu op SCT shift, koeling loop 73 is in fatal
status." De expert zuigt scherp zijn adem in. "How long?!" Ik
weet waarom hij dat vraagt, als een loop voor vijf minuten in een
fatal status blijft, schakelt de hele koeling infrastructuur
zichzelf uit. Dat is een heel gedoe en het duurt uren zo niet een
dag om dat te herstellen. "Fifty seconds" Ik hoor de expert
voorzichtig een deur dichtdoen. Dan herstelt de loop zich.
De expert geeft me het mandaat om zelf het tegenstribbelende deel
van de koeling van de pixels in stand-by te zetten als ik denk
dat dat nodig is. Met nog steeds een goede hoeveelheid adrenaline
in mijn bloed hang ik op. De jongen die de pixels beheert kijkt
me achterdochtig aan. Alsof ik hem zou chanteren met mijn nieuw
verworven volmacht. Hoewel, ik lust wel een kopje koffie...
Mijn vriend vatte het treffend samen: “hier kan ik wel aan
wennen”. De stad Genève ligt aan het Meer van Genève, vanaf
de ene oever zijn de Alpen zichtbaar en aan de andere kant de
bergrug van de Jura. Op nog geen 100 km afstand zijn een slordige
25 skigebieden, voor een groot skiliefhebber als ik een enorme
luxe. Dus zaterdag ging de wekker gewoon om zeven uur en om half
elf stonden we op de pistes van het eens fameuze skigebied
Megeve. Iets van de oude glorie wordt nog steeds weerspiegeld in
de bontkragen van de skiende dames en de aanwezigheid van een
hotel met een Michelin ster boven aan een van de liften.
Om een uur of twaalf kon ik me mijn werk niet meer herinneren en
ik vroeg me af of dát het Zwitser leven gevoel is. De zon brak
door en we hadden daarmee het geluk op de verse sneeuw van die
nacht te skiën. We dronken op een terrasje in de zon met uitzicht
op de Mont Blanc een vin chaud. Om een uurtje of vier werd het al
behoorlijk koud, het is nog volop winter.
Vanaf elf uur op zondag kan je hier niet meer slapen: de
kerkklokken waarschuwen de –volgens mij- seculiere Zwisters
dat het tijd is voor de mis. Ineens kan je je voorstellen dat ze
hier bang zijn voor een minaretten invasie. Dan moet je ineens de
kopjes vastbinden in de kast op zondag én vrijdag. In alle
redelijkheid ben ik hier nog geen moskee tegengekomen en ik vraag
me dan ook af waar alle heisa voor nodig is geweest. Overigens
lijkt Geneve een geliefde vakantie bestemming bij Japanners en
Saoedi’s, maar dat is dan ook het enige min of meer
exotische dat ik tot nu toe hier heb aangetroffen.
Mijn eerste werkweek zit er bijna op! Vandaag is er een groep middelbaar scholieren uit Nederland. Samen met een collega zullen we hen iets vertellen over CERN, de versneller en ATLAS. Daarna gaan we richting de ATLAS controle kamer waar ze natuurkundigen en natuurkunde aan het werk kunnen zien. We bekijken we de ultra moderne 3D film over de bouw van de detector en staan stil bij een van de versneller magneten bovengronds.
Van mijn eigen studiereis staat me eigenlijk vooral de lunch in
restaurant 1 op CERN me bij. Groepjes mensen zitten in de kantine
bij elkaar, vaak om een laptop heen, en iedereen lijkt verwikkeld
in een wetenschappelijke discussie. Als creativiteit en
wetenschap ergens kunnen floreren moet het wel de kantine van
CERN zijn. Je zou willen horen wat ze zeggen, want het is niet
uitgesloten dat een van de ouder uitziende heren een Nobelprijs
op zak heeft.
Nu ik zelf een van die begerenswaardige fysici ben die elke dag
in restaurant 1 gaat lunchen, weet ik dat niet iedereen daar
(alleen) maar over de vooruitgang van de mensheid in zijn
algemeenheid en de wetenschap in het bijzonder converseert. Het
is ook lunch, we hebben pauze. Maar omdat iedereen hier is om
zijn of haar stukje wetenschap verder te helpen en veelal ook om
elkaar te ontmoeten op een centrale plaats en van gedachten te
wisselen is deze plek wel zeer inspirerend. Als ik vanaf mijn
CERN e-mail adres een email stuur, krijg ik tot nu toe binnen een
dag van iedere expert een antwoord op maat op mijn vragen. Een
vraagstuk waar ik al weken tegenaan liep te duwen heb ik gisteren
in twintig minuten doorgeprikt. Dat voelt goed en dat komt ook
omdat ik hier ben.
De leerlingen kunnen nu elk moment binnenkomen. Ik hoop dat ik
iets van mijn bezieling kan overbrengen. Daarna gaan we lekker
lunchen in restaurant 1, kunnen ze het zelf voelen.
De dozen staan in de huiskamer, de koelkast is leeg. We
gaan.
Toen ik ruim zes jaar geleden aan mijn studie Natuur-en
Sterrenkunde aan de UvA begon, was ik niet een van die studenten
die "nooit iets anders" wilde. Mijn beste vak op school was
Oud-Grieks. Mijn oma waarschuwde me al dat het een kwaal van het
moderne kind is dat ze niet kunnen kiezen. Met de Keuzegids Hoger
Onderwijs voor mijn neus werd ik acuut een exemplarisch voorbeeld
van oma's kiesangst. Bij de studies staan mooie verhaaltjes over
"wat je er later mee kan". Maar dat interesseerde me nog niet.
Maar wat interesseerde me dan wel?
Ik kwam uit bij de Bèta-Gamma Propedeuse. Waar je, in de woorden
van mijn vader, van alles net niets leert. Omdat het vak
Natuurwetenschappen me heel goed beviel ben ik eens gaan vragen
bij Natuurkunde. Omdat Natuurkundigen stelselmatig vinden dat
iedere afleiding van de Natuurkunde zonde is van de tijd, raadde
studieadviseuse me dan ook aan te stoppen met Bèta-Gamma en de
hele studie Natuurkunde te gaan doen. Het gelukkige toeval wilde
dat ik ineens ook een baantje kreeg voor de tussenliggende
tijd.
Tijdens de studie werd het steeds leuker. Ik ging steeds meer in
mezelf geloven. Tijdens het tweede studiejaar ging ik mee op een
studiereis naar CERN. Dat vond ik helemaal te gek. Vlak voor
Kerst kwam ik erachter dat de professor die ons toen rondleidde
de groepsfoto van die reis in nog altijd zijn kamer heeft hangen.
Hij zei toen al: "Als jullie na je studie bij mij komen werken,
dan is dit apparaat af en staat het aan." Werken zei me nog
steeds weinig, maar naast de detector staan is een machtig
gevoel. We mochten niets aanraken en dat prikkelde mijn fantasie
alleen maar meer.
Dat was voorjaar 2005, morgen verhuizen we naar Genève. Mijn oma
heeft me toen ook gewaarschuwd nooit je dromen naar beneden bij
te stellen. Dat heb ik dus ook nooit gedaan.
Kerstkado van de versneller
cern, wetenschap, lhc, deeltjesversneller
Dit jaar krijgen alle deeltjes fysici een heel mooi Kerstpakket:
De eerste plaatjes gemaakt naar aanleiding van data van botsingen
in de LHC. Sinds de eerste botsingen op 23 november, de hogere
energie botsingen een ruime week later en stabiel houden van de
beams begin vorige week, is het bijna niet meer bij te houden. De
deeltjes jacht is begonnen.
De laatste drie weken heeft de LHC protonen laten botsen op 900
GeV en 1.18 en 2.36 TeV. Bij deze energieën zijn de
processen van het Standaard Model zeer precies bekend. Met
geavanceerde simulatie programma's is van te voren uitgerekend
hoe de signalen van ieder bekend proces eruit moeten zien in de
ATLAS detector. Want als je iets meet, moet je er zeker van zijn
dat je geen conclusie trekt over je detector, maar over de
gemeten werkelijkheid. Als je door een zonnebril de wereld
bekijkt, is niet het hele universum donkerder geworden. Je hebt
alleen je ogen bijgesteld. Als je van te voren zou hebben
uitgerekend hoeveel donkerder de wereld moet worden met een
zonnebril, kun je daarvoor corrigeren en alsnog een juiste meting
doen. Voor dergelijke correcties zijn vele uren achter computers
doorgebracht om ieder stapje in de detector door te rekenen en
ieder fysisch proces tot in detail te simuleren.
Nu er echte data zijn, kunnen deze simulaties getest worden.
Geeft de detector precies dat signaal dat we verwachten voor deze
energie? Zo ja: we begrijpen de detector én de natuurkunde. Zo
nee: er is iets met de detector óf de natuur gedraagt zich niet
zoals we denken.
Tot nu toe heeft de natuur zich gedragen. Hier laat ik een
technisch plaatje zien. In ATLAS laten geladen deeltjes een spoor
van hits achter. De output van de detector zijn dus losse punten
in de detector die mogelijk tot een spoor behoren.
Gespecialiseerde computer programma's zoeken in de sets van hits
naar sporen. Voor iedere hit in ATLAS wordt het verschil
uitgerekend tussen zijn gemeten positie en zijn verwachte positie
naar aanleiding van het spoor dat het deeltje door de detector
heeft afgelegd. Dat verschil is hier getekend en door de
meetpunten is een mooi lijntje getrokken. Het rode lijntje is
gemaakt met gesimuleerde data, het blauwe lijntje is "echt". De
gemiddelde afwijking van ieder punt is nul; de grafieken hebben
hun maximum bij nul. Dat is mooi: de gemeten hits liggen
gemiddeld op een spoor. De breedte van de grafiek zegt iets over
de resolutie, de meetfout, van de detector. Die is ietsje kleiner
bij de simulatie, maar het scheelt niet veel. ATLAS werkt, en
hoe! Bovendien zijn echte data veel leuker dan simulaties, maar
dat is heel persoonlijk.
De maandag na het weekend ervoor
deeltjesversneller,lhc,cern,wetenschap,
Nieuwe natuurkunde
wetenschap,cern,lhc,deeltjesversneller,standaardmodel
Het Standaard Model der elementaire deeltjes beschrijft de fundamentele deeltjes en hun interacties. Dit klinkt nogal abstract en dat is het ook. Zonder in wiskundig detail te treden ga ik hier proberen uit te leggen wat het Standaard Model is en waarom wij denken te weten dat het incompleet is.
Het Standaard Model is een set van wiskundige vergelijkingen die voldoen aan de regels van een ingewikkelde symmetriegroep. Om in die symmetriegroep te kunnen vallen, wordt een aantal eisen aan het model gesteld. Bijvoorbeeld dat er drie verschillende "kleuren" gluonen zijn. Gluonen zijn de krachtdeeltjes die het proton bij elkaar houden. Dat die drie kleuren gluonen inderdaad bestaan, werd later in experimenten bevestigd.
Een wiskundig model dat voorspellingen kan doen over de natuur, is zeer krachtig. Met een model dat de natuur alleen achteraf beschrijft, kom je niet echt verder. Dat aan de hand van het Standaard Model verschillende keren voorspellingen zijn gedaan die later juist bleken, maakt dat de meeste natuurkundigen denken dat het Standaard Model de natuur beschrijft.
Maar het Standaard Model heeft een mankement. Tot halverwege de jaren '60 was het model alleen wiskundig juist als je aanneemt dat geen van de deeltjes massa heeft. Het moge duidelijk zijn dat deze aanname onjuist is: er is wel degelijk massa in het heelal. In 1967 kwam een aantal theoretici met een mogelijke oplossing voor dit probleem.
Die oplossing is beter bekend als het Higgs-mechanisme en heeft een geassocieerd Higgs- deeltje. In woorden zou ik het Higgs-mechanisme omschrijven als een stroop het vacuum (de lege ruimte) helemaal vult. Alle deeltjes die door het vacuüm bewegen, moeten die stroop opzij duwen. De hoeveelheid tegenwerking die ze van de stroop krijgen is een maat voor hun massa.
Wat wij nu gaan doen in de LHC stel ik me als volgt voor. De stroop kan je in principe niet aankomen, maar als je een flinke golf in de stroop maakt, kan je die golf toch zien. Dat is het Higgs-deeltje. Daar gaan we naar op zoek. Als de stroop niet bestaat, zullen we geen golven kunnen maken. Als de stroop wel bestaat, zullen we de golven zien. Wanneer dat is durf ik echt niet te zeggen.
Nu de versneller draait is het in principe de bedoeling om zeven
dagen per week dag en nacht de protonen te laten botsen. Bij de
botsingen ontstaan onstabiele exotische deeltjes. Die vervallen
na hun zeer korte levensduur in andere deeltjes. De
vervalsproducten laten sporen achter in de detector. Als we de
sporen van de secondaire deeltjes heel precies meten, kunnen we
bepalen van welk exotisch deeltje ze afkomstig zijn en zelfs
bepaalde eigenschappen van het oorspronkelijke proces
achterhalen. Om metingen te kunnen doen, hebben we dus botsingen
nodig en een goedwerkende detector.
De detectoren zijn zeer geavanceerd, maar ze kunnen zichzelf niet
besturen. Dat is ouderwets mensenwerk, ook 's nachts. Het
functioneren en de output data van de ATLAS detector worden 24
uur per dag in de gaten gehouden door een team van getrainde
fysici. De detector heeft verschillende onderdelen die in de
gaten gehouden worden en een apart team van drie mensen beheert
de gehele run. Dat zijn in totaal ongeveer 12 mensen in de
controle kamer. De webcam in de controle kamer is 24 uur per dag
online: pcatdwww.cern.ch/atlas-point1/ATLASview/ACR.htm
Vannacht, zondagnacht 29 op 30 november, is het mijn beurt.
Vanavond rond 22 uur werd een nieuw wereldrecord gevestigd. Voor
het eerst in de geschiedenis zijn protonen tot een energie van
boven de 1 TeV versneld. Tot 1.18 TeV, om precies te zijn. Helaas
duurde het record maar kort, na een paar minuten werd de beam
werd onstabiel en gedumpt. Tijdens deze tests is het mijn
verantwoordelijkheid dat de silicon strip detector beschermd
blijft tegen de beam. Op dit moment is de beam nog niet stabiel
genoeg dat we de detector aan kunnen zetten als de beam in de
versneller is. De pixel detector, het deel van ATLAS het dichtste
bij de beam, staat helemaal uit. De strip detector, een laag meer
naar buiten, is in de supersafe mode. Deze voorzorgsmaatregelen
zijn nodig zodat in het geval van een onbestuurbare beam die
rechtstreeks door de detector vliegt de detector niet gekookt
wordt. Als geladen deeltjes door de detector vliegen verliezen ze
energie, ze zijn daardoor meetbaar. Als alle protonen van de beam
in een keer door de detector vliegen, is dat een enorme energie
depositie. Daar is de detector niet tegen bestand als hij al op
vol vermogen draait. Nu de detector op een lager voltage draait,
weten we zeker dat we de detector niet beschadigen met de
protonen van de beam. Ik houd de temperatuur, voltages en output
van de strip detector in de gaten. Alles functioneert
normaal.
Dit smaakt naar meer!
Een ouderwetse televisie is ook een deeltjesversneller. Achter in een beeldbuis worden elektronen losgemaakt, die in een elektrisch veld naar het beeldscherm worden versneld. Een bewegende magneet plaatst de elektronen op het beeldscherm, zodat bijvoorbeeld het journaal verschijnt. Het beeld wordt 50 keer per seconde ververst en onze ogen zien een vloeiend beeld.
De LHC is een zeer krachtige deeltjesversneller. Aan het begin van de versneller staat een fles met waterstofgas. Een waterstofmolecuul is een proton met een elektron. Als het molecuul wordt geïoniseerd, ontstaan een los proton en elektron. In een elektrisch veld worden de protonen de eerste voorversneller in bewogen. Als de protonen een energie van 450 GeV hebben, plaatst een speciale magneet ze in de LHC. Vannacht heeft de LHC de protonen niet alleen rondjes laten vliegen, maar ook verder versneld tot 540 GeV. Dit betekent trouwens niet dat de protonen daadwerkelijk sneller gaan. Zowel bij 450 als bij 540 GeV is kun snelheid nagenoeg de lichtsnelheid. Bij botsingen met hogere energie ontstaan interessantere processen, dus de verdere versnelling is weer goed nieuws.
Op mijn laatste blog heb ik veel commentaar gekregen. Onder andere schreef Fred van der Wal: "Een en al geld verkwisting dit soort projecten, ten behoeve van een klein groepje elite,theoretici die op zoek zijn naar onzinnige zaken." Graag verweer ik me van harte tegen deze, tamelijke chagrijnige, opmerking.
Ten eerste is het world wide web (www) op CERN ontworpen. Omdat alle uitvinden van CERN publiek bezit zijn, is daarmee de technologie van achter het Internet van iedereen. De gedachte dat het www in prive bezit zou zijn, spreekt mij persoonlijk niet aan.
Ten tweede zijn alle diagnostische methoden (behalve de scapel) in het ziekenhuis spin-offs van fundamentele wetenschap. Rontgen foto's (hoog energetische straling), CT scans (Rontgen foto's die tot een 3D worden gemaakt door software), MRI scans (maken gebruik van supergeleidende magneten) en PET scans (positron emissie tomografie) zijn allemaal spin-offs van de natuurkunde die mensenlevens redden.
Als laatste is kennis wat mij betreft niet in geld uit te drukken. Zonder kennis, geen voortuitgang. Geen computers, geen elektronica, geen telefoons. En over de kosten van de LHC heb ik het een andere keer.
Een historisch moment. Ik zit (echt) te springen op mijn stoel: we hebben botsingen. Sinds vrijdag vliegen de protonen rondjes door de versneller en sinds vandaag om 14:22h waren er protonen die op elkaar botsten in de ATLAS detector. Er zijn botsingen!
Al mijn relativeringsvermogen is weg. Het is gewoon waanzinnig gaaf.
Vandaag is Einstein's E=mc2 aan het werk geweest. De protonen worden nu tot 450 GeV versneld. Dat is de energie die een elektron zou krijgen als het door een elektrisch veld van 450 miljard volt wordt heen getrokken. Daardoor bewegen de protonen bijna met de lichtsnelheid. Als ze dan op elkaar botsen, ontstaat een heel kort moment waarop in een heel klein volume een zeer hoge energiedichtheid is. Die energiedichtheid is zo groot dat deeltjes kunnen ontstaan. Ik stel het me weleens voor als waterdamp die condenseert tot water bij samenpersing. Die ontstane deeltjes laten sporen na in de detector, sporen die de mensen van ATLAS, onder wie ik, gaan analyseren.
De eerste plaatjes zijn te bewonderen op deze site: http://atlas.web.cern.ch/Atlas/public/EVTDISPLAY/events.html. Veel plezier.
Het is een voorrecht. En een bijna onuitstaanbaar toeval. Vanaf januari ga ik een jaar op CERN werken. En gisteravond zijn voor het eerst na een jaar vertraging en bijna tien jaar bouwen protonen door de ATLAS detector gevlogen. Via deze weg zal ik verslag doen van mijn leven terwijl ik werk bij het grootste laboratorium ter wereld en van de ontdekkingen die met de versneller gedaan worden.
Gisteren hebben gestreste fysici zoals ik de hele dag naar deze website van CERN zitten staren: http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC1. Tijdens de première op idfa van de documentaire “Higgs”, over de zoektocht naar het Higgs deeltje, kreeg ik een sms van een collega dat de protonen al 100.000 rondjes door de versneller hadden gemaakt. ’s Avond publiceerde ATLAS de eerste plaatjes van meetbare deeltjes op: http://atlas.web.cern.ch/Atlas/public/EVTDISPLAY/events.html. Een historische avond. Voor de echte die-hards zijn de ontwikkelingen te volgen op twitter.com/cern.
Op dit moment ben ik bijzonder gelukkig met de planning van mijn eerste shift die ik zal doen in de ATLAS controle kamer volgende week. Het is niet uitgesloten dat ik in de controle kamer zit tijdens eerste botsingen. Dat zou iets kunnen zijn om over op te scheppen tegen mijn studenten over 25 jaar. Ik kijk ernaar uit.

