Het laatste onderdeel van de ATLAS-detector is afgedaald in de bouwput op CERN, Genève, waar het nu geïnstalleerd, bekabeld, en getest wordt. Dit laatste onderdeel, dat vreemd genoeg bekend staat als het ‘kleine wiel’, heeft een diameter van 9,3 meter, maar is klein vergeleken met de andere onderdelen van de ATLAS-detector.
Het kleine wiel maakt deel uit van de ATLAS muon-spectrometer, dat sporen van muon-deeltjes op een haar nauwkeurig zal gaan meten. Deze muonen worden geproduceerd in proton-proton botsingen bij de Large Hadron Collider (LHC), en kunnen een aanwijzing zijn voor productie van het verwachte Higgs-deeltje. ATLAS is één van de twee detectiesystemen die op zoek gaan naar het Higgs-deeltje, dat ervoor zorgt dat alle andere deeltjes massa hebben. Nederland heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan het ATLAS muon-systeem: aan de buitenste en grootste laag detectorelementen, twee grote toroide magneten, en duizenden hoge-precisie uitlijnsystemen als ook aan de elektronica.
“Dit is een spannende dag voor ons. Het installatieproces is bijna ten einde en we zijn klaar voor nieuwe fysica”, aldus Gerjan Bobbink, projectleider voor de Nederlandse muonkamers. “De grootste uitdaging is om het kleine wiel in slow motion zigzaggend de schacht in te laten zakken, en de detector op een millimeter afstand van de andere elementen die al in de tunnel staan, te plaatsen.”
De muonspectrometer van ATLAS is het grootste meetelement in de hoge-energiefysica ooit gebouwd. Het vormt een detectoroppervlak van twee voetbalvelden groot, met 1,2 miljoen onafhankelijke elektronische kanalen. Dat is nodig voor de hoge precisie van de metingen. Het kleine wiel, dat ook een zusje heeft dat al in ATLAS is ingebouwd op 15 februari, kwam aan bij de bouwput op twee naast elkaar rijdende vrachtwagens. Een speciaal en vernuftig hydraulisch systeem zorgde ervoor dat het wiel netjes van de vrachtwagens in de kraan kwam te hangen. Daarna was de grootste uitdaging om met slechts vijf centimeter speling het wiel door de schacht naar beneden de pit in te laten zakken, en deze vervolgens tot op een millimeter nauwkeurig op zijn plek te zetten. De grote broers van de kleine wielen, de ‘Big wheels’ van ATLAS zijn in 2007 geïnstalleerd en hebben een diameter van 25 meter.
Met de installatie van dit laatste onderdeel is de ATLAS-detector, ook wel gezien als een grote jigsaw puzzel, nu echt voltooid. Het eerste onderdeel van de ATLAS-detector werd in 2003 naar beneden getakeld. Na het aansluiten van de laatste kabels en het inregelen van de instrumenten zal ATLAS klaar zijn voor de start van de LHC dit najaar. Voor de 450 fysici uit bijna vijftig landen markeert dit het eind van een decennium van ontwikkeling en planning van het ATLAS muon spectrometer systeem. Nu breekt echter wel de spannendste tijd aan: wat gaat men ontdekken?
De Large Hadron Collider zal binnen enkele maanden de eerste protonen in de 27 km lange tunnel versnellen. Op een aantal plekken botsen deze met elkaar en dan is de grote vraag wat voor deeltjes daarbij vrijkomen. Protonen bestaan uit quarks en bij een frontale botsing van twee quarks met hoge energie, kunnen interessante nieuwe deeltjes ontstaan. Een aantal detectiesystemen, waaronder ATLAS, detecteert en analyseert deze deeltjes. Onderzoekers verwachten het Higgs-deeltje te zien, maar daarnaast zal het wellicht de mysteries rond donkere materie helpen ontrafelen, alsmede de vraag waarom materie en anti-materie niet precies identiek zijn.
Kijk zelf naar de vorderingen via de vier webcams van het ATLAS experiment.
Laatste stukje ATLAS-puzzel past
