LHC herstart voorjaar 2009
Door technische problemen zal de Large Hadron Collider (LHC) pas in het voorjaar van 2009 in bedrijf komen. Op 19 september 2008 is tijdens de voorbereidingen voor de eerste botsingen in de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN een probleem opgetreden waardoor de versneller de komende maanden niet in bedrijf zal zijn. De al geplande winterstop maakt dat de versneller in het voorjaar van 2009 pas weer opnieuw opgestart zal worden. Het opstarten gaat dan wel sneller dan dit najaar het geval was omdat veel voorbereidend werk al gedaan is.
Het probleem op vrijdagochtend 19 september betrof hoogstwaarschijnlijk een elektrische verbinding tussen twee magneten. Er gingen op dat moment geen protonen door de versneller. Door het defect lekte helium in de tunnel waardoor het even duurde voordat experts ter plaatse de schade konden opnemen. Waarschijnlijk is de oorzaak een kapotte verbinding tussen twee magneten geweest, waardoor deze smolt en de hoge temperatuur vervolgens zorgde voor mechanische problemen met de supergeleidende magneten. De precieze schade wordt nog nader onderzocht.
De Large Hadron Collider (LHC) was bezig met voorbereidingen om bij 5 TeV protonen rond te laten gaan. Dit is een hogere energie dan bij de start op 10 september 2008, en nog niet eerder door de mens bereikt. Het plan is om zo stapsgewijs naar de uiteindelijke 7 TeV te gaan. Incidenten komen niet onverwacht tijdens het opstartproces van de versneller. Mede dankzij de strikte veiligheidsmaatregelen van CERN zijn er op geen enkel moment gevaren voor persoonlijke ongevallen geweest bij dit incident.
De sector waar het incident optrad moet opgewarmd worden, gerepareerd en weer afgekoeld naar -271 graden Celsius, wat zonder de reparatietijd zelf al minimaal een maand of drie gaat duren. Voor deze winter stond een stop gepland om nog wat aanpassingen te doen. Besloten is nu om dat aansluitend met de reparaties te doen en volgend voorjaar weer van start te gaan. De officiële openingen, van het LHC Grid op 3 oktober 2008 en van de LHC zelf op 21 oktober 2008, gaan beide wel gewoon door.
"Coming immediately after the very successful start of LHC operation on September 10, this is undoubtedly a psychological blow," aldus CERN directeur Robert Aymar. "Nevertheless, the success of the LHC’s first operation with beam is testimony to years of painstaking preparation and the skill of the teams involved in building and running CERN’s accelerator complex. I have no doubt that we will overcome this setback with the same degree of rigour and application."
In de tijd dat de versneller aan stond hebben de experimenten al goed kunnen zien hoe de detectoren werken. Tot 10 september kon alleen getest worden met kosmische straling. Nu is het woord aan de detectoren: werken zij zoals verwacht, en zien ze al iets? Een korte impressie van de afgelopen weken.
ATLAS
De ATLAS-detector is continu bezig met data verzamelen sinds de LHC op 10 september aanging. Alle detectoronderdelen zijn nu goed op elkaar afgesteld. De achtergrondsignalen door de bundel zelf, zonder botsingen, lijkt ook laag te zijn. Dat is goed want dat is de 'ruis' als er straks botsingen gezien worden. De Nederlandse muonkamers werken excellent, en leveren continu data. Deze kamers worden nu verder afgesteld. Nikhef speelt ook een belangrijke rol bij de verificatie van het real time trigger systeem, dat beslist welke events de moeite waard zijn en welke meteen weg kunnen.
Alice
Het Alice-experiment heeft direct bij het aanzetten van de LHC signalen geregistreerd. Figuur 3 laat een gebeurtenis zien in de zes cilindrische lagen van de siliciumdetector die met een diameter van ongeveer een meter het hart vormt van de Alice-detector; die heeft een totale diameter van tien meter. Nikhef heeft in belangrijke mate aan de constructie van deze siliciumdetector bijgedragen. In de getoonde gebeurtenis heeft een deeltje de binnenste laag geraakt en acht nieuwe deeltjes geproduceerd.
De Alice-detector is speciaal gebouwd om de maar liefst 40.000 deeltjes te registreren die naar verwachting zullen worden geproduceerd in botsingen van loodkernen in de LHC-versneller. Het beschikbaar maken van loodbotsingen is onderdeel van een wetenschappelijk programma dat over ongeveer een jaar van start zal gaan en dat de onderzoekers in staat zal stellen te zien in welke toestand het heelal zich bevond net na de oerknal.
LHCb
Het LHCb-experiment is gebouwd om de kleine verschillen te bestuderen tussen antimaterie en materie, die mogelijkerwijs kunnen verklaren waarom ons universum praktisch volledig uit materie bestaat. Op 10 september 2008 werden om 11.13 uur de meeste subsystemen aangezet en zijn er enkele sproeiers van deeltjes waargenomen in de detectoren: een belangrijke, en succesvolle, test voor de meetinstrumenten en de uitleeselektronica. De rechte lijnen in figuur 4 zijn de gereconstrueerde sporen van de geladen deeltjes die door de LHCb-detector vliegen.
Meer informatie bij Gabby Zegers, wetenschapsvoorlichter Nikhef, (020) 592 50 75 of Frank Linde, directeur Nikhef.
Aanverwant nieuws
Op 3 oktober 2008 is het LHC Computing Grid 'live' gegaan.
Meer hierover op http://www.nikhef.nl/pub/pr/press/20081001-lhc-grid.html.
De officiële opening van LHC vindt plaats op 21 oktober 2008.
Meer hierover op http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2008/PR12.08E.html.