Kort nadat de 27 kilometer lange LHC in september 2008 werd opgestart, moest de cirkelvormige deeltjesversneller al weer worden stilgelegd. Een defect in een elektrische verbinding tussen twee magneten zorgde ervoor dat vloeibaar helium weglekte dat bedoeld was voor de koeling van de magneten. Na controlemetingen bleek volgens Herman ten Kate, deeltijdhoogleraar in de TNW-vakgroep Energy, Materials & Systems, toen al dat meer elektrische verbindingen niet voldeden. `Je kunt dan alles nameten, maar dat is een langdurig karwei. Bovendien loop je het risico dat er weer fouten worden gemaakt. Dus moeten alle tienduizend verbindingen gerepareerd worden.'
 |
| Een deel van de ondergrondse installatie in Genève. (Foto: UT-Nieuws) |
Daarvoor waren volgens Ten Kate twee mogelijkheden. Of alles in een keer repareren, of de reparatie opsplitsen in twee stukken. Voor dat laatste werd gekozen. In oktober 2009 werd de versneller daarom weer opgestart. `We hebben veel metingen gedaan tot welke elektrische stroom de huidige verbindingen veilig zijn. Om op volle kracht te kunnen draaien moeten ze twaalfduizend ampère - equivalent met twee maal zeven tera-elektronvolt botsingsenergie - aankunnen. Het blijkt dat het nu tot zesduizend ampère en twee keer 3,5 tera-elektronvolt veilig is. Dat is dus de helft van wat we zouden willen.' Die simulatieberekeningen werden overigens verricht door TN-alumnus Arjan Verweij, die inmiddels al jaren bij Cern werk. Hij is daar vorig jaar bij geholpen door TN-student Robin Berkelaar, die stage liep in Genève.
Tot eind 2011 kan er dus maar op halve kracht gedraaid worden, maar Ten Kate is tevreden met de beslissing om de reparatie in tweeën te delen. `Toen het eerste ongeluk plaatsvond, waren er nog geen botsingsmetingen in de detectoren gedaan. Als je de versneller twee jaar zou stilleggen, onthoud je de experimenten heel lang van metingen. De vier detectoren in de LHC geven er dus de voorkeur aan zo lang mogelijk metingen te doen op halve kracht. Dan kunnen ze voldoende data verzamelen om te analyseren. Alleen al bij Atlas werken achthonderd promovendi. Als die nog eens een jaar moeten wachten op data zou dat een klein drama zijn.'
`Er is bovendien een technisch argument om de grote reparaties pas in 2012 te doen', vervolgt de hoogleraar. `Zo'n operatie vergt voorbereidingstijd. De nieuwe technische oplossing moet je testen, je moet onderdelen kopen en je moet de mensen trainen.' De bestaande elektrische verbindingen worden volgens Ten Kate niet vervangen, maar om elke verbinding wordt een bypass of shunt geplaatst die robuust genoeg is om de volledige stroom te dragen. Als het onderhoud volgens schema verloopt, kan in 2013 de versneller weer worden opgestart. Het duurt dan een à twee maanden voordat de volledige botsingsenergie wordt gehaald.
Dat betekent niet dat de echt interessante experimenten pas in 2013 kunnen beginnen, vindt Ten Kate. `Nu de versneller nog anderhalf jaar op halve kracht draait, kun je weliswaar minder metingen doen, maar het zijn er nog steeds veel, en die leveren interessante data op.'
Het zal wel langer duren voordat het beroemde Higgs-boson, dat de massa verklaart van alle andere deeltjes in het standaardmodel van de deeltjesfysica, wordt waargenomen. Volgens de Atlas-projectleider verwacht men twintig events per jaar waarbij het deeltje kan worden gezien als de LHC op nominale snelheid werkt. `Hoeveel events er zijn als op halve kracht wordt gedraaid, is moeilijk te zeggen. Maar het zal langer duren voordat je voldoende bewijs hebt om te zeggen dat het Higgs-deeltje gevonden is.'
 |
| Herman ten Kate |
