24 sep. 2018
2 minuten
ProtoDune, een kubus gevuld met 565 kubieke meter vloeibaar argon die het prototype vormt voor een toekomstige reuzendetector voor neutrino’s in de VS, heeft zojuist op Cern in Genève zijn eerste deeltjessporen vastgelegd. Aan het proefproject is twee jaar gebouwd, onder meer door het Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) in Nederland. Het vullen van het experiment met argon nam deze zomer acht weken in beslag.
Nikhef maakt deel uit van de internationale ProtoDune- en Dune-projecten. De Nederlandse inbreng ligt onder meer op het gebied van de snelle uitlezing van signalen uit de detector. Het Felix-systeem, dat is ontwikkeld voor de grote Atlas-deeltjesdetector bij de Large Hadron Collider (LHC) op Cern, maakt het ook voor ProtoDune mogelijk om grote hoeveelheden gegevens snel aan commercieel verkrijgbare computers aan te bieden.
Anderhalve kilometer onder de grond
In de ProtoDune-detector worden op ware grootte technieken getest waarmee de raadsels van neutrino’s kunnen worden bestudeerd. Vanaf 2026 moeten deze technieken worden toegepast in het Deep Underground Neutrino Experiment-project (Dune), anderhalve kilometer ondergronds in South Dakota. Het is de bedoeling dat Dune uiteindelijk 90 keer groter zal zijn dan ProtoDune. De neutrino’s voor het experiment zullen afkomstig zijn van de versneller van Fermilab bij Chicago; de deeltjes bewegen van daar 1300 kilometer dwars door de aarde naar de detector in South Dakota.
Neutrino’s ontstaan bij kernprocessen en hebben nauwelijks interactie met andere materie. In het vloeibaar argon, dat tot 184 graden onder nul is gekoeld, raken ze heel af en toe een kern, waarbij geladen deeltjes ontstaan die lichtsporen in de vloeistof geven.
In het toekomstige Dune-experiment zal onder meer gekeken worden naar subtiele verschillen tussen neutrino’s en hun antideeltjes, antineutrino’s. Mogelijk werpt dat meer licht op de vraag waarom in het universum materie bestaat, en materie en anti-materie elkaar niet volledig hebben weggevaagd.
Race tegen de klok
De bouw van ProtoDune in Genève heeft ruim twee jaar geduurd en was een race tegen de klok. De komende maanden vindt met de testdetector een intensief meetprogramma plaats met deeltjesbundels gemaakt in het versnellercomplex van Cern die moeten gaan helpen om de respons van de detector voor verschillende deeltjes (en over een breed bereik van energieën) te bepalen. Medio november legt Cern het complex voor enkele jaren stil in verband met verbeteringen aan de LHC-versneller.
Anderen lazen ook
