|
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 | ||
Amsterdam, 21 November 2006
De grootste supergeleidende magneet ter wereld is begin november met succes aan gezet en op volle sterkte getest. De magneet, de 'barrel toroide' genaamd, wekt een zeer sterk magneetveld op in het Atlas experiment. De Atlas deeltjesdetector is in aanbouw bij de Large Hadron Collider (LHC) op CERN, de ondergrondse deeltjesversneller die in 2007 in bedrijf zal gaan en waaraan Nederland een belangrijke bijdrage levert.
Hoe komen deeltjes aan hun massa? Waaruit bestaat de onbekende 96% van de massa van het heelal? Waarom bestaan wij uit materie en niet uit antimaterie? Dat zijn de vragen waar het Atlas experiment zich op richt. Ruim 1800 wetenschappers uit 165 universiteiten en laboratoria uit 35 landen, waaronder het Nederlands instituut voor subatomaire fysica Nikhef, bouwen gezamenlijk de Atlas detector en bereiden zich voor op de stroom aan gegevens die vanaf volgend jaar geproduceerd zal worden.
Het grote magneetveld is nodig om geproduceerde muonen af te buigen die worden geregistreerd in de muonkamers die mede op het Nikhef gebouwd zijn. Geproduceerde muonen zijn een aanwijzing voor het Higgs deeltje, waarnaar wetenschappers op zoek zijn en dat verklaart waarom deeltjes massa hebben, een van de grote vragen in de natuurkunde op dit moment.
De Atlas barrel toroide bestaat uit acht supergeleidende spoelen, die ieder de vorm hebben van een rechthoek met ronde hoeken, 5 meter breed en 25 meter lang, opgesteld in een cirkel van 22 meter diameter. Iedere spoel heeft een massa van meer dan 100 ton, en is in het experiment geplaatst met een precisie van een millimeter. De spoelen leveren een magneetveld van gemiddeld 0.5 Tesla in het hele volume. Atlas, met zijn totale lengte van 46 meter, is het grootste experiment ooit gebouwd in de deeltjesfysica.
Samen met andere magneet-systemen, waaronder de twee endcap-toroides van Atlas die mede door de Nederlandse industrie gemaakt zijn, zal de barrel toroide geladen deeltjes geproduceerd in de botsingen van de LHC versneller afbuigen. Hierdoor kan de snelheid en de richting van de deeltjes worden gemeten. In tegenstelling tot vergelijkbare detectoren bestaat Atlas niet uit grote hoeveelheden metaal voor de geleiding van het magneetveld. Dit komt door de vorm van het magneetveld: het veld bevindt zich binnen de donut-vorm die begrensd wordt door de spoelen. Hierdoor kan de Atlas detector heel groot zijn, waardoor de metingen zeer precies gedaan kunnen worden. Op het Nikhef zijn ook de magneetveldsensoren gemaakt die op honderden posities de grootte van het magneetveld meten. "We kunnen nu zeggen dat de ATLAS barrel toroide klaar is voor de eerste LHC botsingen," concludeert Nederlander Herman ten Kate, projectleider van het ATLAS magneet systeem op CERN.
De Atlas barrel toroide is in de zomer gedurende zes weken afgekoeld naar een temperatuur van -269° C. Vervolgens is stapsgewijs de stroom door de spoelen aangezet, tot er op 9 november in totaal 21.000 Amperes doorheen gingen. Daarna is de stroom stopgezet en is de opgeslagen magnetische energie van 1.1 GigaJoule, vergelijkbaar met de energie van een TGV trein op topsnelheid, veilig weggeleid.
Voordat de magneet aan kon worden gezet is de hele Atlas pit van alle metalen achtergebleven spullen ontdaan die anders letterlijk door de detector zouden vliegen. Duizenden kabelklipjes werden verwijderd in de honderdtwintig vuilniszakken, die allemaal gevuld uit de pit omhoog werden vervoerd.
"Gelukkig is de schoonmaak geslaagd. Ik moet er niet aan denken dat een vergeten schroevendraaier grote schade had aangericht! Maar het is wel een gek idee dat zo'n dure detector ook gewoon gestofzuigd moet worden," Aldus Stan Bentvelsen, programmaleider van Atlas in Nederland.
Fig.1. De magneet in de Atlas detector in aanbouw op CERN, Geneve, die vanwege zijn vorm de barrel toroide genoemd wordt. Foto: CERN.
Fig.2. Een van de acht spoelen van meer dan honderd ton op transport om af te dalen naar zijn plek in de detector.
Het Nederlands instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) is een samenwerkingsverband tussen de stichting FOM, en vier universiteiten: de VU, UvA, UU en RU. Nikhef coordineert de Nederlandse onderzoeksactiviteiten op het gebied van de (astro)deeltjesfysica en is gelegen op het Science Park Amsterdam. Voor meer informatie zie www.nikhef.nl.
CERN is als deeltjesfysica laboratorium wereldleider. Het hoofdkwartier bevindt zich in Geneve. Op dit moment zijn de lidstaten Oostenrijk, Belgie, Bulgarije, de Tsjechische Republiek, Denemarken, Finland, Frankrijk, Duitsland, Griekenland, Hongarije, Italie, Nederland, Noorwegen, Polen, Portugal, Slowakije, Spanje, Zweden, Zwitserland en het Verenigd Koninkrijk. India, Israel, Japan, de Russische Federatie, de Verenigde Staten, Turkije, de Europese Commissie en UNESCO hebben een Observer status. Voor meer informatie zie www.cern.ch.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de wetenschapsvoorlichter van het Nikhef, Gabby Zegers, gabbyz@nikhef.nl, 020-592 5075, of direct met de programmaleider van Atlas, Stan Bentvelsen (stanb@nikhef.nl) of Nicolo de Groot (nicolo@nikhef.nl).