17 feb. 1999
3 minuten
Bundels botsten met 7 TeV op elkaar in de nieuwe deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) op CERN, Genève, Zwitserland, op 30 maart 2010, om 13:06. Dit markeert de start van het LHC onderzoeksprogramma. Deeltjes-fysici over de hele wereld verheugen zich op een potentieel rijke oogst van nieuwe fysica als de LHC zijn eerste lange run begint op een energie drie en een half keer hoger dan eerder bereikt met een deeltjesversneller.
"Het is een geweldige dag voor een deeltjes-fysicus," sprak CERN Director General Rolf Heuer. "Veel mensen hebben lang gewacht op dit moment, maar hun geduld en toewijding beginnen nu vrucht af te werpen."
Frank Linde, directeur Nikhef: "Mijn inleiding in Nikhef’s jaarverslag eindigde met de wens dat de LHC in 2010 een significante hoeveelheid (genoemd geïntegreerde luminositeit) proton-proton botsingen met multi-TeV zwaartepuntsenergie levert. Met de eerste 7 TeV botsingen in de LHC een feit, ga ik vol spanning de geïntegreerde luminositeits-teller volgen. Als de natuur vervolgens een beetje meewerkt dan zal na decennia lange speculaties snel duidelijk worden of supersymmetrie nu wel of niet bestaat. En een paar jaar later wordt duidelijk of het Higgs deeltje een illusie is of realiteit. En dan wordt het echt leuk!"
Onbekend terrein
Stan Bentvelsen, programmaleider ATLAS op Nikhef: "Na lange tijd hebben we dan nu botsingen met energieën die nooit eerder zijn bereikt. Daarmee openen we een deur naar onbekend terrein; en dat betekent nu heel concreet "gaan we supersymmetrie of andere nieuwe vormen van materie vinden". Maar deze vraag kan alleen worden beantwoord als ATLAS en andere detectoren efficiënt en nauwkeurig de botsingen registreren. De enorme datastroom zal goed moeten worden geprocessed en geanalyseerd.
Daar liggen de uitdagingen voor de komende periode."
Marcel Merk, programmaleider LHCb op Nikhef: "Het bereiken van een botsingsenergie van 7 TeV betekent dat we nu daadwerkelijk op zoek kunnen gaan naar verklaringen voor zowel het ontbreken van antimaterie in het heelal, als ook naar de samenstelling van de alom aanwezige, mysterieuze donkere materie. Dit is een bijzondere mijlpaal in de deeltjesfysica."
Significante vooruitgang
CERN gaat de LHC voor een periode van 18-24 maanden bedrijven, met als doel het leveren van voldoende gegevens voor de experimenten om significante voortgang te maken over een breed scala van kanalen. Zodra ze de bekende deeltjes van het Standaard Model "opnieuw ontdekt" hebben, een noodzakelijke voorwaarde als men op zoek is naar nieuwe fysica, zullen de LHC-experimenten met de systematische zoektocht naar het Higgs-boson beginnen. Met de verwachte hoeveelheid gegevens, door natuurkundigen een inverse femtobarn genoemd, zal de gecombineerde analyse van ATLAS en CMS in staat zijn om een breed massa-gebied te verkennen, en is er zelfs een kans op ontdekking van het Higgs-deeltje als de Higgs-massa in de buurt van 160 GeV ligt. Als het veel lichter of zeer zwaar is, zal de ontdekking van het Higgs deeltje nog een paar jaar op zich laten wachten.
Voor supersymmetrie zullen ATLAS en CMS elk na deze eerste run periode al voldoende gegevens hebben om kans te hebben op een echte doorbraak.
800 GeV
Vorige experimenten waren gevoelig voor supersymmetrische deeltjes tot een massa van zo’n 400 GeV. Met een inverse femtobarn duwt de LHC het bereik voor deze ontdekkingen tot 800 GeV.
Na deze run zal de LHC afsluiten voor routine onderhoud, en de voltooiing van de reparaties en consolidatie-werkzaamheden die nodig zijn om de ontwerp-energie van de LHC van 14 TeV te bereiken.
Traditioneel bedreef CERN haar versnellers altijd typisch zeven tot acht maanden gevolgd door een shutdown periode van vier tot vijf maanden.
Voor een cryogene machine zoals de LHC is deze cyclus niet optimaal omdat er jaarlijks teveel tijd verloren zou gaan met het opwarmen en afkoelen van de machine. Daarom heeft CERN besloten over te stappen op een cyclus met langere run periodes (jaren) afgewisseld door langere shutdowns (van een half tot een heel jaar).