In een zenuwslopende operatie van dagen is het hart van de vernieuwde LHCb-detector op CERN vandaag voor het eerst precies om de protonbundel in de LHC-versneller gesloten.
De twee beweegbare helften van de Vertex Locator (VELO) werden heel behoedzaam naar het botsingspunt toegeschoven tot er een doorgang overblijft van een meter lang en de diameter van een potlood. Nog wel met speciale spacers om een paar millimeter speelruimte te houden.
De detector omsluit de protonenbundels die zo dun zijn als een haar maar een energie hebben van 400 MegaJoule, vergelijkbaar met de energie van een TGV-trein in volle vaart. Deze verzengende bundel mag de VELO op geen enkel moment raken. Pas als de bundel volgens de operators van CERN helemaal stabiel is, worden de helften van de VELO helemaal naar elkaar toegeschoven.
Bij de sluiting meet de VELO voortdurend zelf waar de bundel precies is. Dat kan in opeenvolgende LHC-bundels nog wat verschillen.
Sluitstuk
De zogeheten VELO-closing is het letterlijke sluitstuk van de upgrades die de afgelopen 3,5 jaren zijn verricht bij de detector op CERN. Tijdens de tweede long-shuwdown van de LHC werd een veel preciezere versie van de eerdere VELO ingebouwd. Engineers van Nikhef werkten mee aan de installatie van het apparaat (video Marco Kraan).
Nikhef was eerder al nauw betrokken bij de bouw van de nieuwe VELO, zowel van de pixelsensoren in het apparaat als de ultradunne metalen doos (RF-box) die het geheel omsluit. Nikhef werkte intensief mee aan de plaatsing van de VELO-detector voor de zomer. Op 5 juli leverde de LHC voor het eerst weer protonbundels, die nu voor het eerst helemaal zijn ingesloten.
Pixels
De VELO-detector is de eerste laag van sensoren in LHCb rond het botsingspunt van de protonenbundels in de LHC. Het apparaat bevat miljoenen microscopische pixels van 55 bij 55 micrometer, waarmee de banen van deeltjes kunnen worden vastgelegd in een tempo van 40 miljoen keer per seconde. Daarmee kan de exacte plaats van een proton-protonbotsing worden bepaald, de zogeheten vertex.
Het LHCb-experiment is gebouwd voor het bestuderen van deeltjes met zogeheten bottom-quarks (de “b” in de naam van de detector). Zulke relatief zware quarks worden gemaakt bij proton-protonbotsingen en vliegen daarna ongeveer een centimeter weg voor ze vervallen naar lichtere deeltjes.
Het LHCb-experiment is vooral gebouwd om eventuele verschillen tussen materie en antimaterie in de deeltjeswereld op te sporen. Die zouden mogelijk kunnen verklaren waarom het universum vooral uit materie bestaat en niet uit anti-materie.
UPDATE 21 oktober: na verwijdering van de spacers is VELO nu echt zo dicht mogelijk om de bundel gesloten.