7 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor Large hadron Collider

Wat komt er na de Large Hadron Collider?

17 december 2011 Door Reageer

Ontwerp van de Compact Linear Collider, CLIC

Deze week mocht de wereld uitgebreid getuige zijn van de presentaties in Genève, waarin het Europese deeltjesinstituut CERN bekendmaakte dat met de Large Hadron Collider – ‘s werelds grootste deeltjesversneller – aanwijzingen zijn gevonden voor het bestaan van een Higgs boson met een massa van ongeveer 125 GeV. Nee, bewijs er voor kon nog niet worden geleverd, maar dat dat zal wel ergens in 2012 het geval zijn, zo is op dit moment de redenering. OK, je zou denken dat de natuurkundigen op hun lauweren rusten en gewoon doorgaan met de protonenbotsingen in de LHC, om daarmee volgend jaar het ‘Nobelprijs-proof’ bewijs te leveren. Maar niets is minder waar, want natuurkundigen nemen geen genoegen met het grootste en duurste instrument (€ 3,1 miljard voor de LHC, exclusief detectoren) voor deeltjesonderzoek, ook al ondergaat de LHC volgens de planning in 2014 nog een upgrade, waardoor de botsingsenergie van 7 TeV omhoog gaat naar 14 TeV – mogelijk door het gebruik van een nieuwe generatie supergekoelde magneten1. Ze denken al weer vooruit aan nieuwe instrumenten, die nóg meer kunnen dan de LHC. Per slot van rekening kan men met de LHC het Higgs boson ontdekken, maar dan weet je nog weinig details, behalve diens massa. Zijn er bijvoorbeeld meerdere varianten van het Higgs boson, heeft deze supersymmetrische eigenschappen, enzovoorts. Allemaal vragen waar een nieuwe generatie deeltjesversnellers antwoord op moet geven. Daarom liggen er op de tekentafels van de bouwers al twee opvolgers van de LHC:

  • de International Linear Collider (ILC): is de LHC een 27 km grote cirkel, de ILC daarentegen is een versneller die één rechte lange lijn is. Er wordt geen gebruik gemaakt van de protonen, de grootste stabiele deeltjes, maar van de veel lichtere electronen en muonen. Protonen produceren bij hun botsingen een grote hoeveelheid deeltjes, waar veel oninteressante deeltjes (ruis) bij zitten en waarvan de computers maar moeten ontdekken wat bruikbaar is en wat niet. De ILC produceert met z’n lichtere deeltjes veel schonere botsingen, die minder ruis opleveren. De botsingsenergie ligt tussen 500 GeV en 1 TeV – minder dan bij de LHC, maar veel effectiever.
  • de compact linear collider (CLIC), die vergelijkbaar is met de ILC, maar wiens botsingsenergie hoger ligt: tot 3 of zelfs tot 5 TeV. De bedoeling van CLIC is dat met een bundel electronen met hoge intensiteit, maar lager energie een tweede bundel van electronen wordt opgestuwd tot grote energie, resulterend in zeer schone botsingen.
Aan beide versnellers zijn uiteraard peperdure prijskaartjes verbonden – $ 6,75 miljard voor de ILC, de kosten van CLIC weet ik even niet, maar dat zal niet voor een grijpstuiver zijn. :bron: Bron: viXra.

 

Noot:
  1. Er wordt zelfs gesproken over een extreme upgrade richting 33 TeV. [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , , , , , ,

De LHC is klaar met protonenbotsingen, nu volgen de ionenbotsingen

30 oktober 2011 Door 1 Reactie

LHC 2011

Vandaag is de laatste dag dat ze bij ‘s werelds grootste deeltjesversneller – de Large Hadron Collider (LHC) van CERN bij Genève – protonen tegen protonen laten botsen. Dit jaar is er flink gebotst in de 27 km lange tunnel, waar de protonen met bijna de lichtsnelheid circuleren en vervolgens op verschillende plekken tegen elkaar knallen. Op die plekken staan enorme joekels van detectoren en die hebben in 2011 heel wat botsingen gemeten: 5,2/femtobarn aan zogenaamde “geïntegreerde luminositeit” voor zowel CMS als ATLAS, 1,1/fb voor LHCb en 5/pb voor ALICE. Eh… even in normale mensentaal: 5/fb staat gelijk aan 350 biljoen botsingen, da’s 350 x 1.000.000.000.000. 8-O Al die protonen hadden een energie van maximaal 3,5 teV per bundel, dus dat leverde een botsingsenergie van 7 TeV op. Die 5 omgekeerde picobarn van ALICE is niet zo veel vergeleken met de hoeveelheid /fb die de andere drie detectoren te verstouwen hebben gekregen, maar dat gaat de komende weken wel veranderen, want in plaats van protonen gaan ze dan zware loodionen door de LHC schieten en die worden dan gemeten in de A Large Ion Collider Experiment - da’s waarvoor ALICE staat. Met dat soort botsingen hebben ze eerder al in de LHC en ook in de concurrent Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) van het Brookhaven National Laboratory op Long Island (VS) de omstandigheden tijdens de oerknal nagebootst, het moment van het begin van het heelal, 13,7 miljard jaar geleden. Als de ionenbotsingen over een paar weken afgelopen zijn gaat de gehele LHC voor een winterbeurt in de revisie. Volgend jaar start dat weer een nieuwe ronde met nieuwe protonen- en ionenbotsingen. Dit jaar hebben ze nog geen tekenen gezien van Higgs bosonen of supersymmetrie, maar men hoopt die in 2012 wel te kunnen zien. :bron: Bron: viXra.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

Volg de Large Hadron Collider live op je mobiel

7 oktober 2011 Door Reageer


De technique staat voor niets. De grootste deeltjesversneller de Large Hadron Collider (LHC) van CERN in Genève staat dag en nacht te loeien op zoek naar Nieuwe Natuurkunde – zoals het Higgs boson en supersymmetrie – en met de LHSee app (Android) kan je het LHC live op je mobiel volgen. De gratizz app – ontwikkeld door de Universiteit van Oxford – geeft je alle informatie over het LHC en over één van de daaraan verbonden detectoren, namelijk ATLAS. De deeltjesbotsingen in ATLAS zijn live te volgen, zowel in 2D als 3D. Ik heb geen idee hoeveel data er naar je mobiel stroomt en of je binnen de kortste keren door je tegoed bij je provider heen bent, maar ik weet wel dat er in de LHC zelf een gigastroom aan data doorheen gaat: 40 miljoen Mb per seconde! 8-O Op de app zit ook nog een leuk spelletje: de jacht op het Higgs boson. :bron: Bron: Universiteit van Oxford.

Onderwerp: diversen, elementaire deeltjes, favoriet Tags: , , ,

Helaas pindakaas, nog steeds geen Higgs boson gezien

23 augustus 2011 Door Reageer

Helaas pindakaas, de ATLAS detector heeft het Higgs boson nog niet gezien

Gisteren is in Mumbai in India de grote Lepton-Foton Conferentie (LP11) begonnen, welke tot zaterdag a.s. duurt. De eerste dag waren er gelijk al enkele presentaties van teams van de ATLAS en CMS detectoren, die verbonden zijn aan ‘s werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) in Genève. Er was sterke hoop bij velen dat het uur van de waarheid zou zijn aangebroken en dat er aanwijzingen zouden zijn gevonden voor het bestaan van het Higgs boson, het in 1964 door Peter Higgs voorspelde deeltje dat massa zou geven aan elementaire deeltjes zoals het proton en neutron. Maar helaas, verder dan wat beperkingen in het mogelijke massabereik van het Higgs deeltje – of van de Higgs deeltjes, meervoud – kwam men niet. Uitgesloten is dat het Higgs deeltje een massa ergens tussen 145 en 466 GeV heeft, behalve het gebiedje 288-296 GeV. Lijkt dus sterk op de uitkomsten van de EPS conferentie een maand eerder, waar ook de witte rook van een Higgs boson uitbleef. Verschil tussen LP11 en EPS was dat de eerste kon buigen op maar liefst 2 /fb (femtobarn) aan gegevens, het dubbele van wat ze bij EPS beschikbaar hadden. De LHC draait momenteel op volle kracht en de verwachting is dat einde 2011 vijf /fb beschikbaar is. De bloggers onder de aanwezige natuurkundigen op LP11, zoals Tommaso Dorigo (zie bron) hebben aangegeven dat op dit moment het bestaan van een Higgs boson bij ca. 140 GeV weinig hoge ogen gooit, maar dat de kansen gestegen zijn voor een exemplaar in het massabereik tussen 115 en 130 GeV. Een licht Higgs boson dus. Hieronder één van de gisteren gepresenteerde figuren, waaruit dat zou moeten blijken. De zwarte lijn daarin is de waarneming en zodra deze onder de 1 (op de y-as) uitkomt is een Higgs boson met die massa (op de x-as) uitgesloten.

Zoals op de blog Résonaances wordt gezegd lijkt het Higgs boson er een sport van te maken om zich zo onzichtbaar mogelijk te maken. Wordt vervolgd! :bron: Bron: A Quantum Diaries Survivor.

Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet Tags: , , , ,

Kort en bondig: nee, ATLAS heeft geen licht Higgs boson ontdekt

9 mei 2011 Door 2 Reacties

Een paar weken terug was er de nodige onrust op internet over een mogelijke waarneming met de ATLAS detector, één van de grote apparaten die aan de Large Hadron Collider (LHC) in Genève is verbonden, van een signaal met een massa van 115 GeV, hetgeen zou kunnen wijzen op het bestaan van een lichte variant van het Higgs boson. De onrust startte door de publicatie op een blog van een niet goedgekeurde preprint van waarnemingen met ATLAS. Afgelopen weekend werd officieel door natuurkundigen van CERN bekendgemaakt dat op basis van 131 picobarn aan waarnemingen aan de botsingen van de protonen in 2010 en 2011 ATLAS géén signaal heeft gevonden van een ‘resonantie’ – zoals dat in vaktermen heet – bij 115 GeV. De officiële data daarvoor zie je in de grafiek rechts. Geen signaal, lees: geen licht Higgs boson. Mmmm, hebben we wel een Higgs boson nodig als ze bij het concurrerende Fermilab wellicht een Z’ boson hebben ontdekt, welke met de vijfde natuurkracht Techicolor precies hetzelfde kan doen, namelijk de elementaire deeltjes massa geven? :bron: Bron: Vixra.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , ,

Hebben ze een lek bij CERN?

25 april 2011 Door 2 Reacties
Al een kleine week worden op diverse blogs en fora heftige discussies gevoerd over een difoton-resonantie bij 115 GeV, waargenomen met de ATLAS-detector van de Large Hadron Collider, hetgeen mogelijk wijst op het bestaan van een licht Higgs deeltje. Afgelopen paasweekend gingen de discussies voornamelijk over de vraag of het bericht wel betrouwbaar is. De bron is namelijk een commentaar van een anonieme lezer (genaamd Higgs? says) op een blog die de natuurkundige Peter Woit op z’n weblog Not Even Wrong schreef. Dat commentaar luidde als volgt – excuus voor het technische blabla :
Internal Note
Report number ATL-COM-PHYS-2011-415
Title Observation of a γγ resonance at a mass in the vicinity of 115 GeV/c2 at ATLAS and its Higgs interpretation
Author(s) Fang, Y (-) ; Flores Castillo, L R (-) ; Wang, H (-) ; Wu, S L (University of Wisconsin-Madison)
Imprint 21 Apr 2011. – mult. p.
Subject category Detectors and Experimental Techniques
Accelerator/Facility, Experiment CERN LHC ; ATLAS
Free keywords Diphoton ; Resonance ; EWEAK ; HIGGS ; SUSY ; EXOTICS ; EGAMMA
Abstract Motivated by the result of the Higgs boson candidates at LEP with a mass of about 115~GeV/c2, the observation given in ATLAS note ATL-COM-PHYS-2010-935 (November 18, 2010) and the publication “Production of isolated Higgs particle at the Large Hadron Collider Physics” (Letters B 683 2010 354-357), we studied the γγ invariant mass distribution over the range of 80 to 150 GeV/c2. With 37.5~pb−1 data from 2010 and 26.0~pb−1 from 2011, we observe a γγ resonance around 115~GeV/c2 with a significance of 4σ. The event rate for this resonance is about thirty times larger than the expectation from Higgs to γγ in the standard model. This channel H→γγ is of great importance because the presence of new heavy particles can enhance strongly both the Higgs production cross section and the decay branching ratio. This large enhancement over the standard model rate implies that the present result is the first definitive observation of physics beyond the standard model. Exciting new physics, including new particles, may be expected to be found in the very near future. See: http://cdsweb.cern.ch/record/1346326?

Heeft de ATLAS-detector een light Higgs boson gevonden?

Als je vervolgens op die link klikt kom je op een inlogpagina om het document te mogen zien. Gewone stervelingen als jij en ik kunnen niet verder klikken zonder de juiste gegevens, dat kunnen alleen leden van de zogenaamde ATLAS-samenwerking. Dat zijn de natuurkundigen die meewerken aan de grote ATLAS-detector van de LHC, een apparaat ter grootte van een kathedraal dat de botsingen tussen de protonen bestudeert. Hedendaagse natuurkunde is een wereld van grote getallen èn van het grote geld en dat geldt ook voor ATLAS, waar maar liefst 3000 natuurkundigen uit 38 landen en van meer dan 117 universiteiten aan meedoen. Men denkt dat de anonieme commentator van Woit’s blog één van die 3000 wetenschappers is. Het commentaar is een ‘abstract’, de samenvatting van een wetenschappelijk artikel. Tenminste, dat is wat het lijkt. Het zou kunnen gaan om een hoax, een nepbericht. Als het een echte abstract is, dan is er een serieus probleem bij CERN – het instituut bij Genève waar de LHC en ATLAS toe behoren – want dan heeft iemand gelekt. Afspraak is dat artikelen op basis van waarnemingen met detectoren zoals ATLAS en CMS, waar duizenden wetenschappers bij betrokken zijn en wiens wetenschappelijke faam afhankelijk is van die artikelen, eerst grondig getoetst worden door andere natuurkundigen, de zogenaamde peer review. Als het een echt abstract is en geen hoax dan is dat van een artikel dat helemaal niet naar buiten had gemogen, maar eerst nog moest worden getoetst. Vele ‘internal notes’ worden op die wijze beoordeeld en belanden uiteindelijk in de prullenbak omdat ze onjuistheden of verkeerde interpretaties bevatten. Dàt het abstract wetenschappelijk onjuist is is de stellige mening van Tommasso Dorigo, een natuurkundige die bij de CMS-detector van de LHC werkt. Zou de resonantie  bij 115 GeV namelijk echt zijn, dan zouden andere detectoren, zoals de CMS en de CDF en D0 van de Amerikaanse Tevatron-versneller van Fermilab ook iets moeten hebben opgemerkt. Maar dat hebben ze niet, zoals uit dit goedgekeurde document voor ATLAS en deze voor CDF blijkt. Afijn, genoeg discussie dus in de blogosfeer. Wordt vervolgd.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

Wijst een YY-resonantie in de LHC op een licht Higgs boson?

22 april 2011 Door 4 Reacties

De geruchtenstroom op internet is de afgelopen dagen vol op stoom gekomen nadat bekend werd dat in een intern artikel op de website van CERN – alleen met toegang tot CERN hier te lezen, iemand van jullie daar werkzaam? – wordt gezegd dat met de ATLAS detector van de Large Hadron Collider (LHC) een zogenaamde YY-resonantie is gezien bij een energie van 115 GeV. Bij botsingen in deze deeltjesversneller met protonen ontstaat in een klein aantal gevallen een W+ en W- boson, die op hun beurt in twee fotonen (Y) vervallen. In 2010 en 2011 heeft men met ATLAS 63,5 picobarn aan gegevens geanalyseerd en dat heeft met een zekerheid van 4σ (=99,994%) aan het licht gebracht dat er een resonantie bij 115 GeV is. Dat is een stevig bewijs, maar geen definitief wetenschappelijk bewijs. Daar is 5σ voor nodig, 99.999% zekerheid dat de resonantie geen ruis in het signaal is. De waargenomen YY-piek zou kunnen wijzen op een lichte variant van een Higgs boson (H in de afbeelding hierboven), maar het probleem is dat de piek volgens het Standaard Model 30 keer te groot is. Dat betekent dus dat òf dat model moet worden aangepast òf dat de waarnemingen niet juist zijn. Volgen Lubos Motl van The Reference Frame past een licht Higgs boson perfect in een model waarin ook supersymmetrie bestaat. Het interne artikel van CERN moet nog kritisch beoordeeld worden door andere natuurkundigen, dus de uitkomst kan zijn dat er uiteindelijk een artikel uitrolt dat afwijkt van het concept dat nu rouleert. Afijn, we blijven het nauwlettend volgen. Opvallend is trouwens dat het de laatste tijd regent van de nieuwsberichten omtrent ‘nieuwe fysica’. Pas hadden we nog het bericht dat ze bij het Tevatron mogelijk een Z’ boson bij 144 GeV hebben gezien, die wellicht samenhangt met een vijfde natuurkracht, Technicolor. Opwinding in natuurkundeland! :bron: Bron: The Reference Frame + Francis (th)E Mule (yep, in ‘t Spaans) + Resonaances.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

Nee, de LHC heeft SUSY nog niet gevonden

24 februari 2011 Door 1 Reactie

De wereld van deeltjes (links) en supersymmetrische deeltjes (rechts)

Deze week werd bekendgemaakt dat experimenten met twee gigantische detectoren, ATLAS en CMS, die aan de Large Hadron Collider (LHC) bij Genève zijn verbonden, geen signalen hebben opgeleverd van het bestaan van SUSY. Huh, SUSY? Yep, SUperSYymmetrie. Daarbij heeft ieder elementair deeltje een zogenaamde supersymmetrische partner: quarks – bouwstenen van protonen en neutronen – hebben s-quarks als supersymmetrische partner, fotonen hebben fotino’s, leptonen hebben s-leptonen, higgs-deeltjes (àls ze bestaan) hebben higgsino’s, W-bosonen hebben W-ino’s, Z-bosonen hebben Z-ino’s, enzovoorts (zie de afbeelding). Veel natuurkundigen worden helemaal wild van het idee dat SUSY bestaat en hun hoop was dat de LHC, ‘s werelds grootste deeltjesversneller, na een jaar van protonenbotsingen in 2010, een spoor van SUSY zou laten zien.  Men keek met name naar mogelijke signalen die voorspeld werden met het eenvoudigste model van SUSY, namelijk het constrained minimal supersymmetric standard model (CMSSM) met minimale supergravitie (mSUGRA). Uitkomst: noppes sporen, noppes signalen, noppes mSUGRA/CMSSM. Tenminste tot nu toe. De hoop is nu dat in de volgende ‘run’, die tot eind 2012 duurt, wel signalen worden opgevangen van SUSY. :bron: Bron: New Scientist.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , , ,

De Large Hadron Collider draait tot eind 2012

1 februari 2011 Door 1 Reactie

De LHC draait door tot einde 2012

Vorige week is in het luxe-oord Chamonix door de leiding van het Europese onderzoeksinstituut CERN besloten dat de Large Hadron Collider (LHC), ‘s werelds grootste deeltjesversneller, tot eind 2012 blijft draaien. Dat wil zeggen dat de huidige hoeveelheid energie per protonenbundel 3,5 TeV blijft, dus 7 TeV botsingsenergie. Eind 2011 komt er wel een korte onderbreking voor onderhoud, om de bougies te smeren en wat olie bij te vullen, eh… of zoiets. De CERN-leiding kwam tot het besluit omdat ze een keuze moest maken: òf de LHC op het 3,5 TeV-niveau laten draaien en dan het jaar 2012 gebruiken om ‘m technisch op te krikken naar 7 TeV per bundel, dus 14 TeV botsingsenergie, òf de LHC op z’n huidige niveau laten en dan langer door laten gaan. Voor het laatste is nu gekozen, waarbij vast en zeker een rol zal hebben gespeeld dat inmiddels ook bekend is dat de grote concurrent van de LHC, de Amerikaanse Tevatron, in het najaar van 2011 wegens bezuinigingen voorgoed zal sluiten. Er was nog sprake van een verhoging van de energiebundel tot 4 TeV in 2011, maar dat vond men toch te riskant. In eind 2012 gaat de LHC weer uit en dan willen ze ‘m in 2013 opwaarderen naar 7 TeV per bundel, de energie die ze bij de bouw van de LHC al direct voor ogen hadden. Luboš Motl van The Reference Frame grapte al dat de LHC op 21 december 2012 zal worden uitgezet door een Maya-indiaan. Oeps!! :-D De grote heliumlekkage op 18 september 2008 bracht aan het licht dat de magneten van de LHC, die de bundels precies om hun plek  moeten houden in de 27 km lange pijp, te zwak zijn en dat de bundels op dit moment maximaal 3,5 TeV kunnen bedragen. In 2013 worden al die magneten vervangen door zwaardere types. Door in 2011 en 2012 te blijven draaien op het huidige niveau hoopt men genoeg statistisch materiaal van de botsingen te kunnen verzamelen om de eerste aanwijzingen voor ‘nieuwe natuurkunde’ te vinden, d.w.z. supersymmetrie, donkere materie, Higgsdeeltjes en ander exotisch spul. :bron: Bron: A Quantum Diaries Survivor.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , ,

De LHC heeft geen mini-zwarte gaten geproduceerd

18 december 2010 Door Reageer

Simulatie van een geproduceerd zwart gat in de LHC

We leven nog, de aarde is niet verzwolgen in de kolkende gravitationele maalstroom van een zwart gat. Uit die geruststellende waarneming zou je al kunnen concluderen dat de Large Hadron Collider (LHC) - de grootste deeltjesversneller ter wereld, waarvan velen de angst hadden dat ‘ie per ongeluk mini-zwarte gaten zou kunnen produceren – geen zwarte gaten heeft geproduceerd. Maar dat volgt NIET uit die alledaagse waarneming, want àls de LHC mini-zwarte gaten zou produceren, dan zouden die nog geen gevolgen voor ons hebben, omdat ze vrijwel direct na hun ontstaan weer zouden verdampen middels het Hawking-effect, aldus een CERN-rapport uit 2008. Nee, het echte bewijs dat de LHC geen mini-zwarte gaten heeft geproduceerd komt uit de analyses van de protonenbotsingen, die zich daar afgelopen jaar hebben voorgedaan. Uit een wetenschappelijk artikel blijkt dat de LHC géén mini-zwarte gaten heeft opgehoest, tenminste geen exemplaren die lichter zijn dan 3,5 TeV. Ah, dus zwaardere exemplaren zouden in theorie nog wel kunnen bestaan. De waarnemingen, gedaan met de Compact Muon Solenoid detector (CMS) van de LHC, betekenen dat enkele varianten van de snaartheorie in de prullebak kunnen. Het zijn de varianten die uitgaan van meerdere dimensies (de vier bekende ruimtetijd-dimensies plus zeven ‘gecompactificeerde’ dimensies). Bijna alle snaartheorie-varianten kennen die meerdere dimensies, maar sommigen hebben daarboven nog eens de stelling dat bij kleinere afstanden – lees: hogere energieën – de zwaartekracht plotseling enorm sterk wordt en dat dan zwarte gaten kunnen ontstaan. Nou, de bedenkers van die  laatste categorie theorieën kunnen dus ander werk gaan zoeken. Volgend jaar wil men overigens met verdere experimenten definitief vaststellen dat de LHC geen mini-zwarte gaten kan produceren, ook de zwaardere exemplaren boven 3,5 TeV niet. Phhhheeeeewwwwww… :bron: Bron: Cosmic Log.

Onderwerp: elementaire deeltjes, zwarte gaten Tags: , ,
Volgende pagina »

Switch to our mobile site