Op CERN zijn de detectoren bij de LHC bezig met de laatste ronde van metingen tot een sluiting van drie jaar voor een ingrijpende verbouwing van de versneller. De LHC, de grootste deeltjesbotser ter wereld, is sinds 2008 in bedrijf geweest.
Nog tot 14 juni aanstaande versnelt de Large Hadron Collider loodionen voor metingen aan quark-gluonplasma’s in de daarin gespecialiseerde ALICE-detector, maar ook in de overige detectoren ATLAS, CMS en LHCb. Vervolgens blijft de versneller nog in bedrijf voor intensiteitstests, machinetests en bundelstoptests tot 29 juni.
Daarna worden de sleutels van de LHC-controlekamer symbolisch overhandigd aan de projectleiding voor het High Luminosity LHC project. De komende jaren wordt de versneller op CERN grondig aangepast om veel intensere protonbundels te kunnen vasthouden en leveren.
Op 11 juni organiseert CERN een live videoverbinding met de controlroom van de LHC om de afronding van de metingen te laten zien en de prestaties van de machine en zijn experimenten te onderstrepen.
De LHC-versneller bij Geneve, 27 kilometer groot ondergronds met supergeleidende magneten en 7 TeV bundelenergie, werd in 2008 op CERN in gebruik genomen als opvolger van de LEP elektron-positron versneller in dezelfde tunnel. Belangrijk doel was het aantonen van het voorspelde higgsmechanisme dat elementaire deeltjes hun massa geeft.
In 2012 werd de ontdekking van het higgsdeeltje met de LHC door ATLAS en CMS wereldnieuws. Sindsdien is veel onderzoek met protonproton-botsingen in de LHC gefocust op de details van dit nieuwe en cruciale higgsdeeltje.
De HL-LHC moet in 2030 in bedrijf komen en dan in zijn levensduur tienmaal zoveel proton-proton botsingen voor experimenten leveren als de bestaande LHC. Met veel meer data is hogere precisie mogelijk bij studies van het higgsdeeltje en tests van het standaardmodel.
De ion-run is de laatste etappe in de LHC-historie. Op 20 mei al gingen de laatste protonen rond in de 27 kilometer lange ondergrondse versnellerring. Voor ATLAS, CMS en LHCb kwam daarmee een einde aan de meetperiode Run-3. Hierop volgt nu de zogeheten long shutdown of LS3, waarin er geen experimenten mogelijk zijn.
De komende aanpassingen aan de LHC-versneller zijn zeer ingrijpend. Delen van de bestaande versneller zullen worden vervangen door geavanceerdere bundeltechnologie, magneetsystemen worden verbeterd of vervangen, nieuwe koelsystemen worden geïnstalleerd. Op een aantal plaatsen in de ring is de afgelopen jaren al gebouwd aan extra tunnels en systemen.
De komende hogere bundelintensiteiten vormen ook een uitdaging voor de detectoren in de versnellerring, omdat daardoor veel meer botsingen tegelijk geobserveerd en vastgelegd moeten worden. De stortvloed aan botsingen en gegevens stelt hogere eisen aan de sensoren en detectoren, en aan de data-netwerken en computing van de experimenten.
Nikhef is nauw betrokken bij het upgraden van de experimenten waarin het instituut deelneemt. Voor de ATLAS detector wordt door Nikhef en anderen ondermeer een nieuwe inwendige detector ontworpen en gebouwd, de ITK. De assemblage daarvan vindt plaats in een speciale cleanroom in Amsterdam. Voor ALICE en LHCb zijn eerder al verdere upgrades gedaan, deels met nieuwe sensor- en datatechnologie.
De komst van de HL-LHC vereist ook zwaardere en snellere dataverbindingen van CERN met datacenters elders. Nikhef voert daartoe al geruime tijd tests uit met ultrasnelle dataverbindingen, soms de snelste ter wereld over zulke afstanden.
