De allervroegste materie
Het ALICE-onderzoeksprogramma van Nikhef coördineert het Nederlandse onderzoek met de ALICE-detector op CERN. ALICE onderzoekt de vroegste materie na de oerknal, via de plasma’s van elementaire deeltjes die ontstaan als zware ionen op elkaar botsen.
Wat is ALICE?
De Nederlandse ALICE-onderzoeksgroep houdt zich bezig met de bouw, benutting en data-analyses van de ALICE-deeltjesdetector op CERN. ALICE (A Large Ion Collider Experiment) is een van de vier grote deeltjesdetectoren in de LHC-versneller op CERN met ongeveer 2000 wetenschappers uit tientallen landen, waaronder Nederland.
De detector is ontworpen om deeltjes te registreren die vrijkomen bij botsingen van zware atoomkernen als lood, waarbij plasmas van quarks en gluonen ontstaan, de oervorm van materie. Ionenbundels worden een paar weken per jaar speciaal voor dat doel versneld in de LHC-versneller.
ALICE bevindt zich op circa 100 meter onder de grond op CERN, weegt 10 duizend ton en meet 16 bij 26 meter. De detector met miljoenen sensoren omhult de plaats van de botsingen volledig en omvat lagen sensoren die passerende geladen deeltjes registreren. De signalen uit de sensoren worden doorgestuurd naar computers voor dataopslag en verwerking. ALICE-groepen in de hele wereld analyseren de enorme hoeveelheden data en proberen die theoretisch te interpreteren.
-
Wat onderzoekt ALICE?
Bij de zware kernbotsingen in ALICE versmelten de kerndeeltjes en ontstaat kortstondig een ziedend mengsel van quarks en gluonen, waaruit bij afkoeling nieuwe deeltjes vrijkomen. Het vermoeden is dat het jonge heelal kort na de oerknal met zo’n plasma gevuld was. ALICE is speciaal gebouwd om de eigenschappen van dit quarkgluonplasma te bestuderen. Het onderzoek richt zich op de eigenschappen van het plasma zelf zoals de doorzichtigheid en de stroperigheid. Een ander deel van het onderzoek betreft de stromingspatronen waarmee de sterke kernkracht weer materiedeeltjes vormt uit het afkoelende plasma.
-
Nikhef en ALICE
De ALICE-groep bij Nikhef telt rond de 25 onderzoekers. Nikhef en de Universiteit Utrecht bouwen mee aan ALICE en navolgende verbeteringen daarvan en werkt mee aan de analyses van de meetgegevens. Nikhef-wetenschappers hebben leidinggevende functies in het internationale project.
In een internationaal samenwerkingsverband hebben ze in belangrijke mate bijgedragen aan het ontwerp en de constructie van de Silicon Tracker in het hart van het ALICE-experiment. Deze silicium stripdetector is een vitaal onderdeel van het Inner Tracking Systeem (ITS) dat nauwkeurig alle sporen reconstrueert van de duizenden geladen deeltjes die worden geproduceerd als twee loodkernen botsen.
Nikhef speelde een leidende rol in de analyses die leidden tot de waarneming dat het quark-gluonplasma zich blijkt te gedragen als een ideale vloeistof. Nikhef-onderzoekers werken ook mee aan verschillende andere onderzoeken die ten doel hebben de interactie van quarks te bestuderen bij extreem hoge druk en temperatuur.
Een verdere upgrade van ALICE is in voorbereiding, ook met het oog op de intense deeltjesbundels in de komende High Luminosity LHC versneller op CERN.
-
Meer informatie
Bij het Nikhef-onderzoeksprogramma ALICE is de Universiteit Utrecht nauw betrokken.
Lees meer over ALICE op CERN: https://alice.cern/
Programmaleiding ALICE
Marco van Leeuwen
Gerelateerd nieuws
Geen lood nodig: oerplasma ontstaat al in “lichte” zuurstofbotsingen
ALICE herkent quarkgluonplasma ook in veel lichtere botsingen
