17 december 2018

Ze schieten weer met lood in de Large Hadron Collider

Een cascade van deeltjes na een botsing van een loodion en een proton, waargenomen met de ATLAS detector

Een cascade van deeltjes na een botsing van een loodion en een proton, waargenomen met de ATLAS detector

Na een jaar van botsingen met protonen1 zijn ze in de Large Hadron Collider (LHC) – ‘s werelds grootste deeltjesversneller ter wereld van CERN bij Genève – onlangs begonnen met botsingen met zwaarder geschut. Dit keer knallen ze geen protonen tegen elkaar, maar protonen tegen loodionen. Die loodionen zijn heel zwaar – 208 kerndeeltjes, bestaande uit 82 protonen en 126 neutronen – en als die met bijna de lichtsnelheid tegen een enkel proton knallen krijg je een enorme cascade van nieuwe deeltjes. Bij dat soort botsingen doen zich omstandigheden voor die vergelijkbaar zijn met de eerste seconden van de oerknal, waarmee 13,7 miljard jaar geleden het heelal ontstond. Die loodexperimenten zijn al eerder uitgevoerd, maar er zijn nu twee duidelijke verschillen: ten eerste knallen ze dit keer loodionen tegen protonen, terwijl bij de voorgaande keren loodionen tegen loodionen botsten. ook dat leverde cascades van deeltjes op, maar daar zat veel troep tussen, oninteressante deeltjes. Loodionen tegen protonen leveren veel schonere botsingen op en daarmee minder troep als resultaat. Loodionen die tegen elkaar knallen is net als appels die tegen elkaar knallen, loodionen die tegen een proton knallen is alsof er een kogel door een appel vliegt, aldus een betrokken natuurkundige. Ten tweede zijn nu alle vier de detectoren van de LHC betrokken bij de loodexperimenten, ATLAS, CMS, ALICE en nu ook de LHCb. In de extreme omstandigheden van de botsing – waarbij temperaturen ontstaan die veel hoger zijn dan in het centrum van de zon – ontstaat een quark-gluon plasma, een toestand die men al eerder heeft waargenomen. Dit keer hoopt men in de LHC een verschijnsel te kunnen waarnemen dat ‘gluon verzadiging’ wordt genoemd, waarbij meerdere gluonen – dat zijn de dragers van de sterke wisselwerking – samenvloeien tot één gluon. De loodexperimenten duren ongeveer drie weken en daarna gaat de LHC voor lange tijd dicht, om ‘m op te krikken naar hogere botsingsenergieën. Bron: Symmetry Magazine.

Noten
  1. Leidend tot de ontdekking van het Higgs boson, waarvan de ontdekking op 4 juli 2012 werd bekendgemaakt. []

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.