De deeltjesversneller krijgt de komende twee jaar een ingrijpende upgrade.

Na drie jaar op volle toeren te hebben gedraaid, zijn de werkzaamheden van de Large Hadron Collider (LHC) even opgeschort. De komende twee jaar zal de deeltjesversneller belangrijke verbeteringen en upgrades ondergaan, waarmee hij klaargestoomd wordt voor een derde ronde.

Large Hadron Collider
De Large Hadron Collider is de grootste en krachtigste deeltjesversneller ter wereld en bevindt zich in Zwitserland, nabij Genève. De deeltjesversneller stelt onderzoekers in staat om de omstandigheden die kort (een miljardste van een seconde) na de oerknal ontstonden, na te bootsen door zeer energetische protonen of ionen met ongelofelijke snelheden (die in de buurt komen van de snelheid van het licht) met elkaar in botsing te brengen. In 2012 ontdekten de onderzoekers het Higgsdeeltje. Dit boson moet de verklaring geven voor de massa van deeltjes. Sinds de ontdekking analyseren fysici de manier waarop het Higgsdeeltje vervalt of transformeert in andere deeltjes, om de voorspellingen uit het standaardmodel (een serie voorspellingen gebaseerd op de natuurkundige processen die we doorgronden), te controleren.

Tweede run
De onderzoekers kijken tevreden terug op de tweede run (2015-2018) van de deeltjesversneller, die boven verwachting presteerde. De deeltjesversneller verzamelde een enorme hoeveelheid aan data. Zo ligt er op dit moment zo’n 300 petabytes (ofwel 300 miljoen gigabytes) aan data op de planken, wat vergelijkbaar is met 1000 jaar aan 24/7 videobeelden. “De tweede run van de LHC was indrukwekkend, omdat we veel verder konden gaan dan onze doelstellingen en verwachtingen,” zegt onderzoeker Frédérick Bordry van CERN. “We hebben daarnaast vijf keer meer data verzameld dan tijdens de eerste run, met een ongekende energie van 13 biljoen elektronvolt.”

Higgsdeeltje
De belangrijkste ontdekking van de deeltjesversneller is het beroemde Higgsdeeltje, die wetenschappers alweer zes jaar terug zagen vervallen in fotonen. Sindsdien hebben de onderzoekers met verschillende experimenten met LHC grote vooruitgangen geboekt in het begrijpen van de eigenschappen van het Higgsdeeltje. Zo namen ze bijvoorbeeld de interactie waar tussen een Higgsdeeltje en een topquark, en toonden ze aan dat het deeltje vervalt in bottom-quarks en hun antideeltjes. “Het Higgsdeeltje is een speciaal deeltje, heel verschillend van de andere elementaire deeltjes die tot nu toe zijn waargenomen,” vertelt onderzoeker Fabiola Gianotti. “De eigenschappen kunnen ons nuttige aanwijzingen geven over de fysica die verder gaat dan het standaardmodel.”

De komende twee jaar wordt de deeltjesversneller klaargemaakt voor een nieuwe ronde. “Zo zullen we de machine voorbereiden op nog meer botsingen, met een energie van 14 biljoen elektronvolt,” zegt Bordry. Verschillende componenten van de versnellers zullen worden vernieuwd, om nog meer intense stralen te produceren. Ook de detectoren zullen worden verbeterd. Al met al hopen de onderzoekers met de upgrades nog meer informatie te verzamelen. De werkzaamheden van de deeltjesversneller zullen naar verwachting in het voorjaar van 2021 weer hervat worden. En dan is het afwachten wat de derde run voor ons in petto heeft.