Thema 5

English follows Dutch

Ontwikkelen en bouwen

Voor het onderzoek naar de kleinste deeltjes is geavanceerde techniek nodig. Vaak moet die nog ontwikkeld worden. Nikhef heeft een lange traditie in het zelf ontwerpen en bouwen van de benodigde technologie voor grote experimenten.

De technische afdelingen vormen daarmee een wezenlijk onderdeel van het instituut. Hun werk geeft Nikhef-wetenschappers een stevige ingang bij internationale projecten en samenwerkingen in deeltjes-, astrodeeltjes- en zwaartekrachtsgolvenonderzoek.

In Amsterdam zijn drie grote technische afdelingen van Nikhef gevestigd: Mechanische Technologie, Elektronica Technologie en Computer Technologie. Daarnaast heeft Nikhef afdelingen voor Detector R&D en Physics Data Processing. Er zijn werkplaatsen, laboratoria en ontwerp- en serverruimtes. Nikhef huisvest en beheert ook een van de grote dataknooppunten in het netwerk dat onderzoekers verbindt met de meetgegevens op onder meer CERN.

Designing and building

Particle physics research requires advanced technology. Often this has yet to be developed. Nikhef has a long tradition of designing and building the necessary technology for large experiments.

The technical departments are thereby an essential part of the institute. Their work gives Nikhef scientists a solid entry into international projects and collaborations in particle, astroparticle and gravitational wave research.

Amsterdam is home to three large technical departments of Nikhef: Mechanical Technology, Electronics Technology and Computer Technology. In addition, Nikhef has departments for Detector R&D and Physics Data Processing. There are workshops, laboratories, design and server rooms. Nikhef also houses and manages one of the major data exchanges in the network that connects researchers to experimental data at CERN, among others.

Computertechnologie en dataverwerking / Computer Technology and Data Processing

De analyse van deeltjessporen begint met het verzamelen van vaak enorme hoeveelheden gegevens in experimenten. Nikhef is van oudsher een pionier in het opslaan en verdelen van dat soort data, en ook in het analyseren ervan.

De afdelingen Computer Technologie (CT) en Physics Data Processing (PDP) werken aan geavanceerde technologieën hiervoor. In veel projecten speelt Nikhef internationaal een voortrekkersrol. Daarbij houdt het instituut steeds het oog op een toekomst met nog meer data.

Nikhef herbergt in Amsterdam een groot eigen datacentrum, waar servers gegevens uit bijvoorbeeld CERN binnenhalen voor analyses door wetenschappers. Het datacentrum is een van de internationale knooppunten in het dataverkeer en rekenwerk in de deeltjesfysica. Nikhef staat in Amsterdam op de Europese hoofdverbinding van het internet, en beschikt over de snelste dataverbindingen in Europa.

__________________

The analysis of particle tracks begins with the collection of often enormous amounts of data in experiments. Nikhef has traditionally been a pioneer in storing and distributing this kind of data, as well as in analysing it.

The Computer Technology (CT) and Physics Data Processing (PDP) departments work on advanced technology for this purpose. In many projects Nikhef internationally plays a leading role. In doing so, it always keeps its eye on a future with even more data.

Nikhef houses its own large data center in Amsterdam, where servers bring in data from for example CERN, for analysis by scientists. The data center is one of the international hubs for data traffic and computational work in particle physics. In Amsterdam, Nikhef is on Europe’s main internet exchange and has the fastest data connections in Europe.

Elektronica Technologie / Electronics Technology

Detectoren worden gebouwd om deeltjes zichtbaar te maken. In bijna alle gevallen gebeurt dat met ladings- of lichtgevoelige sensoren, die elektrische lading afgeven als een deeltje passeert. Deze lading wordt met elektronica omgezet in detectorsignalen. Deze worden daarna gedigitaliseerd zodat computers ze kunnen verwerken.

Nikhef heeft een grote afdeling Elektronica Technologie (ET). Die ontwerpt, bouwt en test veel prototypes van elektronica voor het verwerken van detectorsignalen tot gegevens waarmee wetenschappers aan de slag kunnen.

De benodigde elektronica is vaak zo specifiek dat deze speciaal moet worden ontwikkeld. Dit gebeurt in samenwerking met wetenschappers van de experimenten en de Detector R&D-afdeling, ook in internationaal verband. De afdeling werkt met de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van micro-elektronica. De ontworpen elektronica wordt uiteindelijk door bedrijven in grote aantallen geproduceerd voor het gebruik in de verschillende detectoren voor deeltjes- en astrodeeltjesonderzoek.

_______________

Detectors are built to make particles visible. In almost all cases, this is done with charge-sensitive or light sensors,which give off an electrical charge when a particle passes. This charge is converted into detector signals with electronics. These are then digitalised so that computers can process them.

Nikhef has a large Electronics Technology (ET) department. It designs, builds, and tests many prototypes of electronics for processing detector signals into data that scientists can work with.

The electronics needed are often so specific that they must be specially developed. This is done in cooperation with scientists from the experiments and the Detector R&D department, and in international collaboration. The department works with the latest developments in microelectronics. The designed electronics are eventually produced by companies in large numbers for use in the various detectors for particle and astroparticle research.

Detector Onderzoek en Ontwikkeling / Detector Research & Development

Detectoren zijn de zintuigen van de deeltjeswetenschap. Door ze nog fijngevoeliger te maken, kunnen natuurkundigen nog meer van de deeltjeswereld ontdekken. Detectortechniek balanceert per definitie op de rand van het haalbare.

De afdeling Detector R&D van Nikhef ontwikkelt en bestudeert nieuwe, nauwkeurigere sensortechnieken en test hun bruikbaarheid voor de grote experimenten op CERN en elders. Steeds meer wordt daarbij gebruikgemaakt van chipachtige sensoren van halfgeleiders als silicium. Fast timing, het in nog snellere tijdstappen verwerken van een stortvloed aan signalen, wordt steeds belangrijker. Daarnaast moeten sensoren en detectoren gehard worden tegen bijvoorbeeld straling of extreem lage temperaturen.

Sommige sensoren uit de deeltjesfysica kunnen worden toegepast buiten de wetenschap, bijvoorbeeld in de medische beeldvorming. Dit heeft geleid tot enkele spinoffbedrijven.

________________

Detectors are the senses of particle science. By making them even more sensitive, physicists can discover more of the particle world. By definition, detector technology balances on the edge of what is feasible.

Nikhef’s Detector R&D department develops and studies new, even more sensitive sensor techniques and tests their usability in the large experiments at CERN and elsewhere. Increasingly, this involves the use of chip-like sensors made of semiconductors such as silicon. Fast timing, the processing of a flood of signals in even quicker intervals, is becoming increasingly more important. In addition, sensors and detectors must be hardened against, for example, radiation or extremely low temperatures.

Some sensors from particle physics can be applied outside of science, for example in medical imaging. This has led to several spinoff companies.

Mechanische Technologie / Mechanical Technology

Deeltjesdetectoren vergen vaak speciale constructies om alle onderdelen en componenten precies te installeren en op hun plaats te houden. De werkstukken zijn vaak uniek in de wereld.

De afdeling Mechanische Technologie (MT) van Nikhef ontwerpt en bouwt constructies op maat voor detectoren in de (astro)deeltjesfysica. De afdeling bestaat uit een groep gespecialiseerde ontwerpers en instrumentmakers en beschikt in Amsterdam over een grote, moderne werkplaats. Zij werken nauw samen met wetenschappers en andere technische afdelingen en kunnen werken met alle mogelijke materialen en onder zeer strikte eisen aan afmetingen en eigenschappen. Vaak gebeurt dit in internationaal verband.

De afdeling bouwt onder meer mee aan de detectoren op CERN, de Virgo-zwaartekrachtsgolfdetector in Pisa, de testfaciliteit voor zwaartekrachtsgolfdetectie ETpathfinder in Maastricht en detectorlijnen voor de KM3NeT-neutrinotelescoop in de Middellandse Zee.

___________

Particle detectors often require special structures to precisely install and hold all parts and components in place. These structures are often unique in the world.

Nikhef’s Mechanical Technology (MT) department designs and builds custom-made structures for detectors in particle physics. The department consists of a group of specialised designers and instrument makers and has a large, modern workshop at its disposal in Amsterdam. They work closely with scientists and other technical departments and can work with all possible materials and under very strict requirements for dimensions and properties. This is often done in an international context.

The department for example helps build detectors at CERN, the Virgo gravitational wave detector in Pisa, the ETpathfinder gravitational wave detection test lab in Maastricht and detector lines for the KM3NeT neutrino telescope in the Mediterranean Sea.