Woensdag was de dag waar deeltjesfysici over de hele wereld reikhalzend naar uit hebben gekeken. Deeltjesfysici van het Europese deeltjesfysica-instituut Cern verichtten de eerste wetenschappelijke metingen aan deeltjesbotsingen in de vernieuwde LHC, de deeltjesversneller van het instituut.

Cern deeltjesfysica
Fysici wachten op de eerste metingen in de controlekamer van Cern. Bron: Mike Struik/CERN

Met die metingen hopen natuurkundigen de eerste stap te zetten richting nieuwe fysica. Onopgeloste problemen, zoals het wel of niet bestaan van supersymmetrie (hypothetische deeltjes die de natuurkunde eleganter in elkaar laten steken) en de zoektocht naar donkere materie (waarvan fysici indirect de aanwezigheid in het universum meten zonder te weten wat het is), vinden in de nieuwe botsingscyclus van de LHC mogelijk eindelijk een oplossing.

Higgsdeeltje

Dat de eerste metingen aan botsingen op hoge energie plaatsvinden, is het resultaat van het vernieuwingstraject van de LHC. Nog voor dat traject vond de versneller onder meer het lang gezochte higgsdeeltje. Dat deed de LHC echter nog terwijl het op (min of meer) have kracht draaide. Dankzij de update lag de LHC grofweg twee jaar stil, een periode waarin de fysici hard werkten aan de voorwaarden voor de heropstart en waarin geselecteerde groepen bezoekers (waaronder lezers van New Scientist) een bezoek konden brengen aan de ondergrondse experimenten.

Op jacht naar geluk
LEES OOK
Op jacht naar geluk

Belangrijke momenten

De eerste metingen volgden op een maandenlange opstartprocedure. Belangrijke momenten waren het punt waarop er voor het eerst weer deeltjesbundels door de tunnel liepen en het moment waarop de deeltjes voor het eerst daadwerkelijk botsten. Woensdag werden de botsingen ook gemeten door de vier aan de versneller verbonden grote detectoren (ATLAS, CMS, LHCb en ALICE). Die metingen vormden de laatste en belangrijkste stap van de heropstart.

Instabiel

Rond 8:30 stonden de eerste metingen al op het programma, maar om nog onbekende reden bleken de protonbundels – de bundels met deeltjes die op hoge snelheid op elkaar moesten knallen – te instabiel, waardoor het systeem de botsingen automatisch annuleerde. De fysici begonnen direct aan een grondige analyse van wat er gebeurde, en begonnen tegelijk met een nieuwe poging.

Om 10:34 volgde het verlossende woord: de detectoren ATLAS en CMS hadden de eerste botsingen bij hogere energie waargenomen.

Volledige energie

De herstart vindt overigens bijna – maar niet helemaal – op volle kracht plaats. De versneller laat deeltjes eerst botsen met een energie van 13 teraelektronvolt (TeV) – de door deeltjesfysici gebruikte grootheid om energie in uit te drukken. Op volle kracht kan de versneller 14 TeV halen; net iets meer, dus. Om de sterke, supergeleidende magneten niet direct teveel te belasten wordt echter eerst op een iets lagere energie gedraaid, waarna later vanzelf naar de volledige energie wordt opgeschaald.

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws?Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief. 

Lees verder: