Het higgsdeeltje is waarschijnlijk gevonden. En dat heeft een aantal deeltjesfysici ertoe gebracht een puur op dit deeltje gerichte machine in de LHC-tunnel te suggereren.
Nu CERN de ontdekking heeft geclaimd van een deeltje dat hoogstwaarschijnlijk het higgsdeeltje is, gaan er op CERN stemmen op om op relatief korte termijn een deeltjesversneller in de LHC-tunnel te plaatsen die zich puur op dit deeltje richt. De naam van deze voorgestelde machine: LEP-III. Die wordt daarmee gepresenteerd als de opvolger van LEP (zie foto), de versneller die vóór de LHC in de 27 kilometer lange, cirkelvormige tunnel van CERN te vinden was.
Simultaan draaiende machines
Tussen LEP-III en de LHC zitten twee grote verschillen. Ten eerste knallen in de LHC protonen op elkaar, terwijl het in LEP-III draait om botsingen tussen elektronen en hun antideeltjes, de positronen. (LEP staat dan ook voor Large Electron-Positron Collider.) Verder zouden de deeltjes in LEP-III met een veel minder hoge energie botsen dan in de LHC. Het gaat deze nieuwe versneller immers puur om het verder onderzoeken van het (vermoedelijke) higgsdeeltje, niet om het verkennen van zo hoog mogelijke energieën in de hoop dat daarbij allerlei andere nieuwe deeltjes en verschijnselen tevoorschijn komen.
De vraag is vervolgens wat dit plan inhoudt voor de toekomst van de LHC. LEP-III zou immers naar schatting over een jaar of tien in dezelfde tunnel worden gebouwd; betekent dat dus einde oefening voor de LHC rond 2022? Niet noodzakelijk, stelt John Ellis, een van wetenschappers achter het LEP-III-voorstel, tegenover Physicsworld.com. Volgens hem kunnen beide machines best een tijdje naast elkaar opereren in dezelfde tunnel. Frank Linde, directeur van het nationaal instituut voor subatomaire fysica Nikhef, zet daar echter grote vraagtekens bij. “Simultaan draaien lijkt me uitgesloten”, zegt hij. “Zulke machines vereisen dat je met enige regelmaat de tunnel in gaat om ze te onderhouden. Met twee machines in dezelfde tunnel ben je dat voortdurend aan het doen.”
Minder kostenefficiënt
Een ander punt is dat er al jaren wordt overlegd over een nieuwe deeltjesversneller, die in een rechte in plaats van een cirkelvormige tunnel moet worden gebouwd: de International Linear Collider (ILC). Deze plannen zouden waarschijnlijk het veld moeten ruimen als we voor LEP-III gaan. Linde geeft aan dat hij dat jammer zou vinden. “LEP-III is een prachtige machine, maar ik zet mijn hoop op de ILC, zeker als die in Japan wordt gebouwd”, zegt hij. “Een lineaire versneller is gewoon kostenefficiënter bij hogere energieën.”
Een voordeel van LEP-III is dan weer dat deze versneller, net als de LHC nu, meerdere experimenten kan bedienen, die op verschillende plekken langs de tunnel staan opgesteld. Bij een lineaire versneller zou dat er maar één zijn. “Dat is voor mij niet doorslaggevend”, zegt Linde echter. “Het LHC-experiment ATLAS heeft het higgsdeeltje ontdekt; het CMS-experiment eveneens. Dus met één van beide hadden we het ook gevonden.”
Interessante optie?
Voordat er echt een knoop wordt doorgehakt, zal men sowieso de LHC nog een paar jaar willen laten draaien, schrijft Physicsworld.com. Wordt in die periode buiten het higgsdeeltje niets nieuws gevonden, dan zou LEP-III een interessante optie kunnen zijn. Duikt er daarentegen nog andere nieuwe fysica op, dan is het zonde om vervolgens puur op higgs te focussen. Maar Linde denkt dat er al sneller duidelijkheid zal komen. “Ik verwacht dat CERN de komende maanden de vloer aanveegt met het LEP III-voorstel.”
Bron: Physicsworld.com
Beeld: CERN
Nu CERN de ontdekking heeft geclaimd van een deeltje dat hoogstwaarschijnlijk het higgsdeeltje is, gaan er op CERN stemmen op om op relatief korte termijn een deeltjesversneller in de LHC-tunnel te plaatsen die zich puur op dit deeltje richt. De naam van deze voorgestelde machine: LEP-III. Die wordt daarmee gepresenteerd als de opvolger van LEP (zie foto), de versneller die vóór de LHC in de 27 kilometer lange, cirkelvormige tunnel van CERN te vinden was.
Simultaan draaiende machines
Tussen LEP-III en de LHC zitten twee grote verschillen. Ten eerste knallen in de LHC protonen op elkaar, terwijl het in LEP-III draait om botsingen tussen elektronen en hun antideeltjes, de positronen. (LEP staat dan ook voor Large Electron-Positron Collider.) Verder zouden de deeltjes in LEP-III met een veel minder hoge energie botsen dan in de LHC. Het gaat deze nieuwe versneller immers puur om het verder onderzoeken van het (vermoedelijke) higgsdeeltje, niet om het verkennen van zo hoog mogelijke energieën in de hoop dat daarbij allerlei andere nieuwe deeltjes en verschijnselen tevoorschijn komen.
De vraag is vervolgens wat dit plan inhoudt voor de toekomst van de LHC. LEP-III zou immers naar schatting over een jaar of tien in dezelfde tunnel worden gebouwd; betekent dat dus einde oefening voor de LHC rond 2022? Niet noodzakelijk, stelt John Ellis, een van wetenschappers achter het LEP-III-voorstel, tegenover Physicsworld.com. Volgens hem kunnen beide machines best een tijdje naast elkaar opereren in dezelfde tunnel. Frank Linde, directeur van het nationaal instituut voor subatomaire fysica Nikhef, zet daar echter grote vraagtekens bij. “Simultaan draaien lijkt me uitgesloten”, zegt hij. “Zulke machines vereisen dat je met enige regelmaat de tunnel in gaat om ze te onderhouden. Met twee machines in dezelfde tunnel ben je dat voortdurend aan het doen.”
Minder kostenefficiënt
Een ander punt is dat er al jaren wordt overlegd over een nieuwe deeltjesversneller, die in een rechte in plaats van een cirkelvormige tunnel moet worden gebouwd: de International Linear Collider (ILC). Deze plannen zouden waarschijnlijk het veld moeten ruimen als we voor LEP-III gaan. Linde geeft aan dat hij dat jammer zou vinden. “LEP-III is een prachtige machine, maar ik zet mijn hoop op de ILC, zeker als die in Japan wordt gebouwd”, zegt hij. “Een lineaire versneller is gewoon kostenefficiënter bij hogere energieën.”
Een voordeel van LEP-III is dan weer dat deze versneller, net als de LHC nu, meerdere experimenten kan bedienen, die op verschillende plekken langs de tunnel staan opgesteld. Bij een lineaire versneller zou dat er maar één zijn. “Dat is voor mij niet doorslaggevend”, zegt Linde echter. “Het LHC-experiment ATLAS heeft het higgsdeeltje ontdekt; het CMS-experiment eveneens. Dus met één van beide hadden we het ook gevonden.”
Interessante optie?
Voordat er echt een knoop wordt doorgehakt, zal men sowieso de LHC nog een paar jaar willen laten draaien, schrijft Physicsworld.com. Wordt in die periode buiten het higgsdeeltje niets nieuws gevonden, dan zou LEP-III een interessante optie kunnen zijn. Duikt er daarentegen nog andere nieuwe fysica op, dan is het zonde om vervolgens puur op higgs te focussen. Maar Linde denkt dat er al sneller duidelijkheid zal komen. “Ik verwacht dat CERN de komende maanden de vloer aanveegt met het LEP III-voorstel.”
Bron: Physicsworld.com
Beeld: CERN
