Eerste succesvolle meting door prototype deeltjesdetector

Natuurkunde Een nieuwe detector moet helpen begrijpen waarom materie en antimaterie elkaar niet onmiddellijk opheffen.

Interieur van de ProtoDUNE-detector voordat die met argon werd gevuld. Foto: Max Brice/CERN)

Waardoor zijn we er? Waardoor bestaat er materie? Waarom hebben materie en antimaterie elkaar niet opgeheven? Het antwoord is misschien te vinden in de verschillen tussen neutrino’s en antineutrino’s.

Een prototype van een detector die die verschillen moet kunnen meten, de ProtoDUNE-detector op CERN in Genève, heeft zijn eerste succesvolle metingen gedaan. In de detector, een bak gevuld met 565 kubieke meter vloeibaar argon, zijn deze week deeltjes gedetecteerd.

In ProtoDUNE worden technieken getest voor DUNE, een 90 keer grotere detector die in 2026 in South Dakota in de VS van start moet gaan.

Neutrino’s zijn deeltjes die onder andere ontstaan tijdens kosmische processen, bij kernprocessen in de zon en in kernreactoren op aarde. Ze zijn superlicht, piepklein en ongeladen. Hierdoor zijn ze lastig te waarnemen. De enige manier om neutrino’s te detecteren is door te wachten tot ze tegen een atoomkern aanbotsen. Daarbij komt een geladen deeltje vrij dat een meetbaar lichtflitsje veroorzaakt.

Neutrino’s botsen maar heel soms tegen een atoomkern. Hoe meer atoomkernen, hoe groter de kans op een botsing. Daarom zitten er in neutrinodetectoren enorme hoeveelheden detectiemateriaal, zoals honderden of zelfs duizenden kubieke meters argon.

ProtoDUNE heeft een Nederlands tintje. Het onderzoeksinstituut Nikhef ontwikkelde een techniek voor het verwerken van de enorme gegevensstroom uit de detector.

    • Dorine Schenk