18 november 2018

Wachten op de oerknal in Genève

Registratie van lood-loodbotsing met de Alice-detector.

Op deeltjeslab CERN in Genève worden de laatste voorbereidingen getroffen voor experimenten met loodbundels in de grote LHC-versneller. Zodra de bundels van lood-208-kernen stabiel genoeg zijn, zullen die botsingen gaan produceren waarin omstandigheden heersen zoals in het allervroegste heelal voorkwamen, miljoensten van een seconde na de oerknal.

De eerste lood-lood-events worden vrijdag verwacht, zegt de Nederlandse programmaleider van het ALICE-experiment op CERN, prof. Raimond Snellings van voor het observeren van botsende zware ionen, zoals van lood.

Normaal versnelt de LHC-versneller protonen tot hoge energie, die bij botsingen de meeste fundamentele deeltjes en krachten blootleggen. Slechts enkele weken per jaar worden loodatomen versneld in dezelfde 27 kilometer lange cirkelbuis.

De loodbundels, waarvoor in enkele weken tijd nog geen twee gram verdampt lood-208 nodig is, zijn voorlopig de laatste die in de LHC zullen rondgaan. De experimenten duren tot december. De komende twee jaar wordt de versneller verbouwd voor nog hogere energie en bundelintensiteit. Ook de detectoren ondergaan upgrades tijdens de long shutdown, zoals ALICE, maar ook ATLAS en LHCb.

De ALICE detector van de LHC

Bij zware-ionenbotsingen als in ALICE worden de eigenschappen verkend van het quark-gluonplasma dat onder de extreme omstandigheden ontstaat. De kerndeeltjes van de atomen, die uit drietallen quarks en gluonen bestaan, smelten door de immense botsingsenergie van de zware kernen tot een vloeistofachtig plasma. In het plasma heersen temperaturen tot 100 duizend maal hoger dan in het centrum van de zon.

De wetenschappers bij ALICE bestuderen ondermeer hoe het plasma van quarks en gluonen afkoelt en een explosieve storm van materiedeeltjes begint te vormen, zoals ook na de oerknal moet zijn gebeurd. Bij het proces treden ook fase-overgangen op zoals in de alledaagse wereld waterdamp condenseert tot vloeistof.
De detector legt sporen vast van deeltjes als pionen en kaonen die in het inferno ontstaan. De manier waarop zulke deeltjes vrijkomen geeft inzicht in de omstandigheden binnen het ziedende plasma, het zogeheten jet-quenching. In voorgaande jaren werden de eerste aanwijzingen voor fase-overgangen gevonden.

De ALICE-deeltjesdetector bevindt zich op circa 60 meter onder de grond in de baan van de ondergrondse LHC-versneller van CERN, op Frans grondgebied vlakbij het plaatsje St. Genis Pouilly. De installatie weegt meer dan 10 duizend ton en meet 16 bij 16 meter over een lengte van 26 meter. Aan het experiment werken meer dan duizend wetenschappers uit honderd landen mee. Het Nationaal instituut voor subatomaire fysica Nikhef coördineert de Nederlandse inbreng. Bron: Nikhef.

Laat wat van je horen

*

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