In deze nieuwsserie ‘Updates van de experimenten’ bespreken we de nieuwste ontwikkelingen en verwachtingen van de Nikhef-experimenten in 2015 en verder. De komende weken focusen we ons op de herstart van de LHC en bespreken we de verschillende LHC-experimenten; LHCb, ATLAS en ALICE.
Een van de belangrijkste taken van de ALICE-detector bij de LHC op CERN is antwoorden vinden op de vele vragen over de aggregatietoestand waarin het vroege universum zich bevond; het zogenaamde Quark-Gluon Plasma. Het Quark-Gluon Plasma is een toestandsfase waarin de vrijheidsgraden de quarks en gluonen zijn; dit zijn de elementaire deeltjes die in ons huidig universum opgesloten zitten in protonen en neutronen. Run 1 van de LHC was voor ALICE op veel fronten een succesvolle run. Door het bestuderen van het collectieve gedrag van het Quark-Gluon Plasma weten we nu veel beter wat de transportcoëfficiënten van deze nieuwe vorm van materie zijn. Ook hebben we ontdekt dat collectief gedrag zich zelfs in hele kleine systemen manifesteert .
Tijdens de ‘Long Shutdown 1’ (LS1) is er hard gewerkt aan de detector. Zo werden een electronenmeter en een calorimeter toegevoegd. Dit maakt het beter mogelijk om naar “back-to-back” jets te kijken, dus twee jets die 180 graden ten opzichte van elkaar uitgezonden worden.
Raimond Snellings is programmaleider van het ALICE-programma op Nikhef en hoogleraar aan de Universiteit Utrecht. Snellings: “Deze ‘nieuwe’ ALICE moet nu uitgebreid getest worden. Daar gaan de eerste proton-protonbotsingen vanaf ongeveer eind mei/begin juni bij helpen. De nieuwe botsingsenergie van 13TeV dient als referentie voor de botsingen van loodionen bij hogere energie.
ALICE doet zijn metingen voornamelijk bij botsingen van loodionen. Eind 2015 worden de eerste lood-lood botsingen verwacht. In de tweede run van de LHC met een hogere energie en luminositeit gaan we in eerste instantie het energieverlies van zware quarks (charm en beauty) meten in het Quark-Gluon Plasma. Tot nu toe was de statistiek niet toereikend hiervoor, maar met de nieuwe energie is de verwachting dat er meer zware quarks geproduceerd worden, waardoor een factor 10 beter gemeten kan worden.”
Nikhef’s bijdrage focust zich op drie onderdelen van het onderzoek: het meten van het collectieve gedrag/de collectieve flow, het energieverlies van zware quarks en de vraag hoe jets gemodificeerd worden in het Quark-Gluon Plasma.
Snellings: “Voor de volgende shutdown eind 2017 hopen we dat er ook nog meer gemeten kan worden aan lood-proton botsingen. Deze botsingen lijken op die van lood-lood; er is een hele sterke correlatie tussen de geproduceerde deeltjes door het collectieve gedrag. Maar de proton-loodbotsingen zorgen ervoor dat we het collectieve gedrag ook in heel kleine systemen beter kunnen begrijpen.”
Meer informatie over de herstart van de LHC
Lees alle ‘Updates van de experimenten’
Drone-view van de ALICE-detector (video)
Meer informatie
Afdeling Wetenschapscommunicatie, e-mail, 020 5925075 / 592 2075