Quarkjagers ATLAS deze week bijeen in Amsterdam

1 november 2022

Nikhef in Amsterdam is deze week het toneel van de ATLAS Flavor-Tagging workshop 2022. Zo’n zeventig experts bespreken er de nieuwste technieken om quarks te spotten in de protonbotsingen in de LHC-versneller op CERN.

ATLAS is een van de grote experimenten op CERN in Genève. De detector kijkt naar de deeltjes die vrijkomen wanneer protonen in de LHC-versneller op elkaar botsen. De versneller is krachtig genoeg om higgsdeeltjes en andere zware deeltjes als top-quarks te maken.

Twee jets in de ATLAS-detector die zijn ontstaan uit een higgsdeeltje dat is vervallen naar een paar bottom-quarks. BEELD ATLAS

Zulke deeltjes zijn instabiel en vervallen te snel om ze rechtstreeks te bestuderen. Daarom kijkt ATLAS naar sporen van deeltjes die bij het verval van higgsdeeltjes of top-quarks ontstaan. Vaak zijn dat paren bottom- of charm-quarks.

Flavor-tagging is letterlijk het labelen van patronen die teruggaan naar b- of c- quarks in alle sporen in de detector. ATLAS-fysici van ondermeer Nikhef hebben in de loop der jaren allerlei technieken ontwikkeld om zulke patronen te herkennen.

Maar er is zeker ruimte voor verbeteringen, zegt de organisator van de workshop, Tristan Du Pree van de ATLAS-groep van Nikhef. Bijvoorbeeld de komst van machine learning en kunstmatige intelligentie hebben nog veel te bieden, denkt hij. “Dat werkt soms nu al beter dan we verwachten en eigenlijk is de vraag nu dus waarom.”

Een van de complicaties bij de quarkjacht is dat ook charm- en bottom-quarks niet stabiel zijn. Ze vallen na een korte vlucht uiteen in een breed scala van lichtere deeltjes. Door de beweging van de protonen hebben die de vorm van een kegel, een zogenoemde jet.

Tristan Du Pree van ATLAS-Nikhef.

Verschillende quarks geven verschillende jets. De experts van ATLAS bespreken in Amsterdam deze week de beste technieken om omgekeerd uit waargenomen jets de bron te reconstrueren.

Tijdens de workshop, die het logo heeft van een Hollandse fiets met in de wielen deeltjessproeiers, zullen ervaringen en nieuwe ideeën worden besproken. Maar minstens zo belangrijk is de ontmoeting van deskundigen met vergelijkbare interesses.

Du Pree: “We hebben elkaar bijna drie jaar niet live, maar alleen via het scherm gesproken. Alleen al daarom is deze ontmoeting heel waardevol.”