Desgevraagd – Superversneller

Met de grootste onderzoeksinstallatie ter wereld, de Large Hadron Collider (LHC), die zich honderd meter onder de grond bevindt, hoopt het Cern in Geneve de het kleinste deeltjes te vinden. “Het is een bizarre combinatie,” zegt Egge van der Poel desgevraagd. Hij werkte er aan de Atlas-detector. Dat is een liggende cilinder van 44 meter lang en 22 meter hoog die loodrecht op de 27 kilometer lange hoofdtunnel staat. “Je moet je het Paleis op de Dam voorstellen, maar ondergronds en tot de nok gevuld met kabels, leidingen en een wirwar aan elektronica.” In totaal werkten er 2500 mensen aan mee uit 37 landen en 169 universiteiten en instellingen. Atlas is een van vier experimentopstellingen die rond de ring zijn gebouwd.

Van der Poel studeerde af bij prof.dr.ir Carel van Eijk (Technische Natuurwetenschappen, Reactor Instituut Delft) en kwam na zijn studie in dienst van de Stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) terecht op het Nederlands instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) waar hij promotiewerk doet aan de Universiteit van Amsterdam. De komende tijd zal hij ook betrokken zijn bij de analyse van de signalen van de Atlas-detector.
Atlas kan ondermeer muonen detecteren. Muonen zijn elementaire deeltjes met een korte levensduur (22 miljoenste seconde), een negatieve lading en spin 1⁄2. Muonen zijn interessant omdat ze aanwijzingen kunnen leveren over het bestaan van illustere Higgsdeeltjes (er bestaan vermoedelijk verschillende soorten). Higgs geeft andere deeltjes hun massa. Het aantonen ervan zou het standaardmodel van de fysica kloppend maken. Fysici kijken er al veertig jaar naar uit.

“Een Higgsdeeltje kan vervallen in twee z-bosonen”, legt Van der Poel uit. “Elk van die z-bosonen vervalt weer in twee muonen. Als je de muonen nauwkeurig kunt meten, kun je de oorsprong reconstrueren.” Zo hoopt men het Higgsdeeltje op het spoor te komen. Afgelopen woensdag werd voor het eerst een bundel protonen door de ringvormige tunnel gejaagd. Als alles goed blijkt te gaan, dan volgt naar verwachting binnen twee weken ook een protonenbundel de andere kant op. “Dan wordt het spannend, dan kom je in de buurt van botsingen”, weet Van der Poel.
Aanvankelijk is de energie van de protonen met 450 GeV (gigaelektronvolt) nog relatief bescheiden. Dat is twee keer meer dan het piekvermogen van de vorige Cern-deeltjesversneller, de Large Electron Proton Collider (LEP). Langzamerhand zal men het deeltjesvermogen ruim twintig keer hoger opvoeren tot 10 teraelektronvolt (TeV) aan het einde van het jaar. Volgend jaar pas zal de LHC zijn volle vermogen bereiken van 14 TeV. Bij die energie hoopt men meer te ontdekken over Higgsdeeltjes, supersymmetrie en extra dimensies. (JW)