Beter spoor leidt naar nieuwe deeltjes
28 november 2006
In deeltjesversnellers ontstaan bij botsingen tussen elementaire
deeltjes vaak nieuwe deeltjes. Het afgelegde traject van deze deeltjes
is echter lastig te traceren. NIKHEF-onderzoeker Thijs Cornelissen
ontwikkelde een algoritme waarmee die deeltjessporen worden
gereconstrueerd en dat wordt toegepast in een Europees
onderzoeksinstituut voor deeltjesfysica. Zijn methode geeft meer
inzicht in de herkomst van deeltjes die bij botsingen ontstaan.
Cornelissen promoveert op 12 december aan de Universiteit van
Amsterdam.
Cornelissen werkte vorig jaar mee aan de ontwikkeling van de
ATLAS-detector van de Large Hadron Collider (LHC), de nieuwe
deeltjesversneller van de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek
(CERN) in Génève. Materie is opgebouwd uit zeer kleine deeltjes, die
te klein zijn om met een microscoop te kunnen zien. Met
deeltjesversnellers zijn deze deeltjes wel te bestuderen. Een
deeltjesversneller versnelt deeltjes tot extreem hoge energieën,
waarna ze op elkaar botsen en nieuwe deeltjes vrijkomen. De
geproduceerde deeltjes passeren verschillende onderdelen van de
versneller en de detector voordat de detector een reconstructie van
hun spoor maakt.
Gekromde sporen
De detector meet precies de positie van een deeltje dat door de
detector komt. Uit deze verzameling punten kan met
computerberekeningen het spoor van het deeltje worden herleid. De
sporen zijn gekromd door de aanwezigheid van een magnetisch veld in de
detector. Uit deze kromming wordt de impuls van het deeltje berekend.
Het deeltjesspoor wordt beïnvloed door het materiaal in de detector,
zoals koper en aluminium van de kabels en magneten. De deeltjes
verliezen een deel van hun energie als deze door een laagje materiaal
komen, waardoor de kromming van het spoor verandert. Meervoudige
verstrooiing van de deeltjes beïnvloedt ook de richting van het spoor.
In zijn proefschrift beschrijft Cornelissen een algoritme dat probeert
te corrigeren voor deze materiaaleffecten, om zo de best mogelijke
resolutie op de spoorreconstructie te behalen. Die reconstructie is
van groot belang om te kunnen bepalen welke deeltjes zijn ontstaan bij
de botsing.
Kosmische deeltjes
Het algoritme van Cornelissen is getest met gesimuleerde data en
toegepast op echte data, vastgelegd door prototypes van de detectoren
die in ATLAS zullen worden gebruikt. Zo zijn ook sporen van kosmische
deeltjes goed te detecteren en reconstrueren. Dat is van groot belang
voor de start van de LHC en de echte metingen van het
ATLAS-experiment, die voor eind 2007 staan gepland.
Cornelissen voltooide zijn promotie-onderzoek bij het Nederlands
Instituut voor Subatomaire Fysica (NIKHEF), een onderzoeksinstituut
van NWO.
..............................
Meer informatie bij:
* Drs. Thijs Cornelissen (NIKHEF)
* t: +31(0)20 592 2000, tgcornel@nikhef.nl
* promotie 12 december
* promotor Prof. dr. Frank Linde, copromotoren prof. dr. Stan
Bentvelsen, dr. Peter Kluit (UvA)
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek