Thema 3
English follows Dutch
Versnellen en botsen
Deeltjesversnellers zijn cruciaal voor het verkennen van de deeltjeswereld. Door deeltjes met veel energie op elkaar te schieten wordt het krachtenspel op de allerkleinste schaal zichtbaar.
De botsingen produceren talloze wegvliegende deeltjes die signalen afgeven in de detectoren. Deze detectoren staan als een soort enorme digitale fotocamera om de plekken van de botsingen heen. Onderzoekers maken uit de sporen op wat er bij de botsingen in detail gebeurt en vergelijken dat met wat de theorie voorspelt.
Op CERN levert de reusachtige LHC-versneller botsende protonen of zware atoomkernen bij hoge energie. Nikhef is betrokken bij drie grote experimenten bij deze versneller: ATLAS, ALICE en LHCb. Deze drie experimenten kijken ieder op hun eigen manier en met andere onderzoeksvragen naar de botsingen.
Accelerating and colliding
Particle accelerators are crucial for exploring the particle world. Shooting particles at each other with high energy reveals the interplay of forces at the very smallest scale.
The collisions produce countless particles that fly away and create signals in the detectors. These detectors surround the collision locations somewhat like a huge digital camera. Researchers study the tracks to learn what happens at the collisions in detail, and then compare the results with what the theory predicts.
At CERN, the giant LHC accelerator delivers colliding protons or heavy atomic nuclei at high energy. Nikhef is involved in three major experiments at this accelerator: ATLAS, ALICE and LHCb. These three experiments each look at the collisions in their own way and with different research questions.
Op CERN bij Genève werken duizenden wetenschappers en technici uit tientallen landen samen aan het verleggen van onze grenzen van kennis over de deeltjeswereld. CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) is opgericht in 1954 en telt meer dan twintig lidstaten. Behalve goed natuurkundig onderzoek is internationale samenwerking de inzet van de organisatie. Nederland is een van de medeoprichters van CERN en een belangrijke deelnemer bij de grote experimenten op het lab. Nikhef coördineert de Nederlandse inbreng.
CERN beschikt over de grootste en krachtigste versneller ter wereld voor deeltjesonderzoek, de Large Hadron Collider (LHC). In de ringvormige versneller worden protonen (of zware atoomkernen) in twee richtingen tot bijna de lichtsnelheid opgejaagd. Op een aantal plaatsen botsen de deeltjes met elkaar. Grote detectoren registreren daar in extreem detail wat er bij de botsingen precies gebeurt. Onderzoekers van Nikhef zijn intensief betrokken bij drie van deze experimenten: ATLAS, ALICE en LHCb.
_______
At CERN near Geneva, thousands of scientists and technicians from dozens of countries are working together to push our frontiers of knowledge about the particle world. CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) was founded in 1954 and has more than 20 member states. In addition to excellent physics research, the organization is strongly committed to international collaboration. The Netherlands is one of the cofounders of CERN and an important participant in the large experiments at the lab. Nikhef coordinates the Dutch contribution.
CERN is home to the world’s largest and most powerful accelerator for particle research, the Large Hadron Collider (LHC). The circular collider accelerates protons (or heavy atomic nuclei) in opposite directions to almost the speed of light. In a number of places, the particles collide with each other. There, large detectors register in extreme detail what happens during the collisions. Nikhef researchers are intensively involved in three of these experiments: ATLAS, ALICE and LHCb.
De ATLAS-detector is het grootste meetinstrument ter wereld, en bedoeld voor een breed palet van deeltjesonderzoek bij hoge energie. Een belangrijk studieobject voor ATLAS is daarbij het higgsdeeltje dat verklaart hoe deeltjes massa kunnen hebben. ATLAS ontdekte in 2012 samen met de CMS-detector op CERN dit deeltje, en onderzoekt sindsdien in steeds meer detail de eigenschappen ervan.
ATLAS is een universele detector, die de sporen van allerlei verschillende deeltjes in detail kan vastleggen. Nikhef werkte van begin af aan mee aan het ontwerp en de bouw van een aantal grote onderdelen (rood in de tekening) en is ook nauw betrokken bij de analyses van de metingen. Het instituut bouwt de laatste jaren intensief mee aan een nieuwe centrale detector voor ATLAS, de Inner Tracker of ITk.
__________
The ATLAS detector is the largest measurement instrument in the world, and intended for a wide range of particle research at high energy. An important object of study for ATLAS is the Higgs particle that explains how particles can have mass. In 2012, ATLAS, together with the CMS detector at CERN, discovered this particle, and has been studying its properties in increasing detail ever since.
ATLAS is a universal detector that can record the tracks of all kinds of different particles in detail. Nikhef has participated in the design and construction of several major components (red in the drawing) and is also closely involved in analysing the measurements. In recent years, the institute has been deeply involved in building a new central detector for ATLAS, the Inner Tracker or ITk.
De ALICE-detector is speciaal ontworpen voor het bestuderen van een oervorm van materie, het quark-gluonplasma. Deze oermaterie moet ooit vlak na de oerknal hebben bestaan en fysici hebben daarover nog talloze vragen. Het ziedende mengsel van kernbouwstenen ontstaat als met de LHC-versneller zware atoomkernen op elkaar worden geschoten, precies midden in ALICE.
ALICE heeft een aantal subsystemen om specifieke processen en deeltjes te meten. Nikhef bouwde mee aan de binnenste detector van ALICE, het Inner Tracking System of ITS (rood in de tekening). Recent is deze binnenste detector helemaal vernieuwd. Dit nieuwe systeem is mede door Nikhef ontwikkeld en deels in Amsterdam gebouwd. Nikhef draagt ook bij aan de analyses van alle meetgegevens van ALICE.
_________
The ALICE detector was designed specifically to study a primordial form of matter called the quark-gluon plasma. This primordial matter must have once existed just after the Big Bang and physicists still have numerous questions about it. The seething mixture of nuclear matter is created when heavy atomic nuclei are shot at each other using the LHC accelerator, right in the middle of ALICE.
ALICE has a number of subsystems to measure specific processes and particles. Nikhef helped to build the inner detector of ALICE, the Inner Tracking System or ITS (red in the drawing). Recently, this inner detector was completely renewed. This new system was co-developed by Nikhef and partly built in Amsterdam. Nikhef also contributes to the analyses of the measurements from ALICE.
LHCb bestaat uit een detector dicht bij de plek van de botsingen, en een aantal andere detectorsystemen verderop. Nikhef ontwierp en bouwde mee aan de centrale VELO-detector voor het vinden van het beginpunt van deeltjessporen, en aan delen van de SciFi-detector die de sporen verderop vastlegt (rood in de tekening). Nikhef speelt ook een belangrijke rol in de analyses van het experiment.
De LHCb-detector is gespecialiseerd in onderzoek naar materie en antimaterie. Anders dan de overige LHC-experimenten kijkt LHCb maar in één richting naar wegvliegende deeltjes en voornamelijk naar deeltjes waarin bottom-quarks of hun antideeltjes voorkomen. In een sterk magneetveld bestuderen de onderzoekers heel nauw de eigenschappen van deze twee typen deeltjes, op zoek kleine verschillen tussen beide.
_______
The LHCb detector specialises in research on matter and antimatter. Unlike other LHC experiments, LHCb looks only in one direction at particles emerging from the collision and mainly at particles containing bottom quarks or their antiparticles. In a strong magnetic field, the researchers study the properties of these two types of particles in great detail, looking for small differences between them.
LHCb consists of a detector close to the site of the collisions, and a number of other detector systems further away. Nikhef co-designed and co-built both the central VELO detector for finding the starting point of particle tracks and parts of the SciFi detector that captures the tracks further away (red in the drawing). Nikhef also plays an important role in the analyses of the experiment.
