Werk

21:03 Unknown 4 Comments

Op verzoek; een berichtje over wat ik hier nu eigenlijk doe. Of ga doen, eigenlijk, want op het moment ben ik nog vooral aan het lezen.

Er was eens een loodatoom. En nog een.

Nee, anders. Er was eens een oerknal. Of nou ja, knal...

Er was eens een schrijver. Hij heette James Joyce en hij schreef een boek dat hij Finnegans Wake noemde. In dit boek schreef hij de volgende regels. "Three quarks for Muster Mark! // Sure he has not got much of a bark. // And sure any he has it's all beside the mark."

Er was eens een natuurkundige. Nee, er waren er meer. Eerst was er Ernest Rutherford. Hij bedacht dat er in elk atoom een dichte kern moest zijn, die electrisch geladen was, en wel positief. De positief geladen stukjes van deze kern noemde hij protonen. Een klein atoom, zoals het waterstofatoom, heeft maar een proton in zijn kern. Een loodatoom heeft er wel 82.

Er was nog een natuurkundige. Hij heette Murray Gell-Mann. Hij bedacht dat de protonen ook deelbaar waren, en wel in drie kleinere deeltjes waarvan de naam het geluid van een eend moest nabootsen. Hij las het boek van James Joyce en noemde de deeltjes quarks.

Quarks zijn rare dingen. Ze kunnen slecht alleen zijn. Daarom zijn ze altijd met z'n tweeen. Of met zijn drieen, zoals in een proton. Dan gedragen ze zich zoals wij van een proton zouden verwachten.

Maar stel nu dat je honderden quarks samen zou brengen. Zouden ze dan nog steeds bij hun eigen vriendjes blijven? Of zouden ze tussen mede-quarks wel vrij kunnen bewegen? Het laatste blijkt waar te zijn, en dat is erg interessant.

In de natuur zijn er nooit zoveel quarks, zo dicht op elkaar. Ze gaan liever in groepjes van twee of drie uiteen. De enige keer wanneer dit van nature gebeurd is, zo nemen we aan, is vlak na de oerknal. Toen was het nog zo heet, en het universum nog zo klein, dat de quarks wel dicht op elkaar moesten zitten.

We willen nu niet alleen graag weten hoe het universum toen was, we vinden het ook erg interessant om te zien hoe die verlatingsangst van de huidige quarks in elkaar zit. En daarom dwingen we quarks om dicht op elkaar te gaan zitten.

Men neme een loodatoom. Eigenlijk een lood-ion - dat betekent dat het atoom elektrisch geladen is, wat hem makkelijker te sturen maakt. Eigenlijk een hele straal van zulke lood-ionen. We sturen de straal in snelle cirkels rond een 27 kilometer lange tunnel onder de grond. Steeds sneller, sneller, sneller. Tegelijkertijd doen we hetzelfde met nog een straal lood-ionen. Die sturen we de andere kant op. Steeds sneller, sneller, sneller.

De twee stralen laten we botsen in het midden van een detectie-apparaat dat ALICE heet. We hopen nu dat van al deze lood-ionen er twee op elkaar crashen. Dan worden de quarks in de protonen van de lood-ionen zodanig op elkaar gedrukt, dat we even die staat bereiken van quark-samenscholing. Snel vertrekken de quarks weer, in nieuwgevormde groepjes van twee en drie.

Die nieuwe deeltjes vliegen alle kanten op, en komen daar de detectie-apparatuur van ALICE tegen. De langzaamste deeltjes worden het eerst tegengehouden, de snellere gaan wat verder. Sommigen reageren met het ene stukje van ALICE, andere reageren met een ander stukje. Op basis hiervan kan ALICE zien welke deeltjes er gevormd zijn. Daaruit kan weer geconcludeerd worden of er inderdaad een groep gevormd is, en vooral: hoe deze zich gedragen heeft.

Er waren eens heel veel belastingbetalers. Die betaalden niet alleen de bouw van de 27 kilometer lange tunnel, ALICE en al haar faciliteiten, de energie van het versnellen van de loodatomen, maar ook de beurzen van zo'n 200 CERN Summer Students per jaar. Dank je wel.

Een van de binnenste ringen van de ALICE detector wordt gevormd door siliciumplaatjes. Eigenlijk lijken ze verdacht veel op zonnecellen; ze zetten de straling die langs komt - de troep die uit de botsing vliegt - om in een stroompje. Dit stroompje wordt uiteindelijk geinterpreteerd als het teken: hier was een deeltje. Yay.

Mijn taak is om bij te dragen aan de analyse van deze stroompjes. Om precies te zijn, ik moet met mijn zelfgeschreven programma's de data van de siliciumplaatjesdetector kunnen testen. Quality assurance. Zorgen dat als het programma zegt: "Hier was een deeltje!" dat er ook een deeltjes was. En dat als er een deeltje is, het programma dat ook zegt. Dat is althans in hoeverre ik het begrijp.

In werkelijkheid zit ik dus achter deze computer en typ ik commando's in een linux-venstertje. Ik schrijf C++-code. Dat is het leven van een deeltjesfysicus, en dat is best leuk. Want als de LHC aan gaat, en er in een later stadium ook lood-ionen in afgevuurd worden, dan heb ik bijgedragen aan het algemeen begrip van de natuur. Van het algemeen begrip van het universum toen het een paar microseconden oud was. Van het collectieve gedrag van quarks. Wie wil dat nou niet?