|
Nationaal instituut voor subatomaire fysica National institute for subatomic physics |
|||
| Kruislaan 409 | PO Box 41882 | ||
| 1098 SJ Amsterdam | 1009 DB Amsterdam | ||
| The Netherlands | The Netherlands | ||
| phone: +31 20 592 2000 | fax: +31 20 592 5155 | ||
Enorme detectoren zijn nodig om piepkleine nieuwe elementaire deeltjes te detecteren. Versnellers produceren deze nieuwe deeltjes door andere deeltjes zoals protonen te laten botsen. De geproduceerde deeltjes gaan door verschillende onderdelen van de versneller en de detector heen voordat de detector een reconstructie van hun spoor maakt. Het materiaal van deze detectoronderdelen beinvloedt de sporen. Promovendus Thijs Cornelissen beschrijft in zijn proefschrift een algoritme dat probeert te corrigeren voor deze materiaaleffecten. Daarmee worden de resultaten nauwkeuriger. Cornelissen voerde zijn onderzoek uit op het Nederlands instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) en promoveert op 12 december aan de Universiteit van Amsterdam.
De fysica van elementaire deeltjes bestudeert waar de materie om ons heen uit bestaat. Materie is opgebouwd uit zeer kleine deeltjes, die veel te klein zijn om met een microscoop te kunnen zien. In de afgelopen eeuw zijn natuurkundigen begonnen met het bouwen van versnellers, waarmee deze deeltjes toch bestudeerd kunnen worden. Een deeltjesversneller versnelt deeltjes tot extreem hoge energieen, waarna ze op elkaar botsen. Bij deze botsingen komen talrijke andere en soms geheel nieuwe deeltjes vrij. Analyse van de sporen die deze deeltjes achterlaten in een detector geven veel informatie over de oorspronkelijke deeltjes en de botsing.
De detectieapparaten voor deze botsingen zijn buitengewoon complex. Cornelissen werkte mee aan de ATLAS detector, die op dit moment in aanbouw is bij de nieuwe deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) op CERN, Geneve. De detector meet precies de positie van een deeltje die door de detector komt. Uit deze verzameling punten kan, met behulp van computerberekeningen, het spoor van het deeltje worden herleid. De sporen zijn gekromd door de aanwezigheid van een magnetisch veld in de detector. Uit deze kromming wordt de impuls van het deeltje berekend. De reconstructie van de sporen is dus van groot belang voor de conclusies die getrokken worden over welke deeltjes er zijn ontstaan bij de botsing.
Het deeltjesspoor wordt beinvloed door het aanwezige materiaal in de detector, zoals koper en aluminium van de kabels en de magneten. De deeltjes verliezen een deel van hun energie als ze door een laagje materiaal komen, waardoor de kromming van het spoor verandert. Meervoudige verstrooiing van de deeltjes beinvloedt ook de richting van het spoor.
In zijn proefschrift beschrijft Cornelissen een algoritme dat probeert te corrigeren voor deze materiaaleffecten, om zo de best mogelijke resolutie op de spoorreconstructie te behalen. Het algoritme is getest met behulp van gesimuleerde data. Een verbetering in de reconstructietechniek geeft een preciezer beeld van wat er daadwerkelijk is gebeurd. Naast de gesimuleerde data is het algoritme ook toegepast op echte data, vastgelegd door prototypes van de detectoren die straks in ATLAS gebruikt zullen worden. Zo is geprobeerd om de sporen van kosmische deeltjes te reconstrueren. De kosmische sporen blijken inderdaad goed gedetecteerd te worden. Dit is belangrijk met het oog op de start van de LHC en de echte metingen van het ATLAS experiment, die gepland staan voor eind 2007.
De promotie vindt plaats aan de Universiteit van Amsterdam op 12 december 2006 om 11 uur precies, in de Doelenzaal te Amsterdam.
Promotor: Prof. Dr. Frank Linde
Co-promotoren: Prof. Dr. Stan Bentvelsen, Dr. Peter Kluit
Contact: tgcornel@nikhef.nl