Nationaal instituut voor subatomaire fysica

Deeltjesfysica

De installatie van de Semi Conductor Tracker (SCT), onderdeel van ATLAS, een van de detectoren in de LHC. De SCT detecteert de baan van de deeltjes.
De controlekamer van ATLAS op CERN in Geneve.

Deeltjesversnellers vormen de basis van dit onderzoeksgebied. Door deeltjes zoals protonen te versnellen, kunnen zij bij een botsing met andere deeltjes veel energie vrijmaken om andere, nieuwe deeltjes te vormen volgens Einsteins E=mc2. Op aarde zijn hiervoor verschillende versnellers gebouwd, in Hamburg op DESY, in Genève op CERN, in Chicago op Fermilab.

Large Hadron Collider
De Large Hadron Collider (LHC) is de krachtigste deeltjesversneller die ooit is gebouwd. De LHC bevindt zich in een cirkelvormige tunnel met een lengte van 27 km, die 50 tot 175 meter onder de grond ligt bij CERN, net buiten Genève. De versneller is ontworpen om twee in tegenovergestelde richting bewegende bundels van protonen te versnellen en met elkaar te laten botsen. De protonen met hoge energie bewegen in de versnellerring in een vacum, gestuurd door supergeleidende magneten, die gekoeld worden door een enorm cryogeensysteem.

Sinds het najaar van 2009 botsen in de LHC protonen op elkaar. Op 30 maart 2010 is de botsingsenergie opgevoerd tot 7 TeV. Dit markeerde de start van het LHC onderzoeksprogramma. Uiteindelijk zal de LHC de protonen bij een energie van 14 Tera elektron Volt (TeV) laten botsen. Dat is genoeg om het ontstaan van het universum, een fractie na de Big Bang, na te bootsen. Bundels van loodkernen worden eveneens versneld en botsen met een energie van 1150 TeV. De intensiteit van de bundel is indrukwekkend, aangezien 600 miljoen botsingen per seconde plaatsvinden.

Een TeV is een eenheid voor energie die in de deeltjesfysica veel gebruikt wordt. Eén TeV drukt ongeveer de energie van een vliegende mug uit. Wat de LHC zo bijzonder maakt, is dat deze energie samengeperst wordt in een ruimte die een miljoen keer een miljoen keer kleiner is dan een mug.

Op dit moment is de LHC wegens onderhoud niet in bedrijf en vinden er geen botsingen plaats. In 2015 wordt dit naar verwachting weer hervat.

Nikhef's deeltjesonderzoek:
ALICE
ATLAS
LHCb