Fundamenteel onderzoek: L H C FOM, KUN, UU, UvA & VU Europa Amerika Azië Fundamenteel onderzoek: Massa & nieuwe deeltjes (Atlas) Materie  antimaterie (LHCb) Quark-gluon plasma (Alice) Astrodeeltjes fysica (Antares …) Theorie/fenomenologie (…) L H C

Materie ontrafeld quarks elektron atoom kern neutron proton ondeelbaar sinds 1974 neutron proton ondeelbaar sinds 1897

Elementaire deeltjes I c s   II t b   III u d e e

Sterke kernkracht kleur u c t d s b

u c t d s b e   Elektro-magnetische kracht lading (|e|) 2 + 3 1  3 1 e  1.602176461019 C

Zwakke kernkracht u d e e c s   t b  

u d e e c s   t b   Zwaartekracht massa (MeV) 3 1200 174300 7 120 4300 0.511 106 1777 0 0 0 1 MeV1.782661731030 kg

CERN Europees deeltjesfysica laboratorium  4.4 km 1989-2000 LEP e+e (88-209 GeV) 2007-2015 LHC pp (14000 GeV) LHCb  4.4 km CMS Atlas Alice

Massa? Higgs! nieuwe deeltjes & nieuwe fenomenen 23 meter LEP e+e Gisteren: LEP e+e (1989-2000) Morgen: Atlas pp (2007-2015) Vandaag: D0 pp (1998-2005) Fantasie? LC e+e (>2010)

eerste detector onderdeel in 2006 compleet!

Higgs in 2009? simulatie d.w.z. nep! ppH… ZZ*++ 100 fb1 (3 jaar LHC) ++ invariante massa (GeV) Aantal gebeurtenissen  simulatie d.w.z. nep!

Materie  antimaterie? hadronen kernen atomen EM ZW < 1011 s 300,000 1 miljard 15 miljard materie H/He 3K 1e sterren leven EM ZW hadronen kernen atomen

 Schending van P & CP LEP e+e BaBar e+e LHCb pp -fabriek 1987 : oscillaties 1998: neutrino 2001: B0B0 1987: B0B0 1964: CP-schending  orde 103 effect 1957: P-schending : linkshandig : rechtshandig Gisteren: LEP e+e (1989-2000) Vandaag: BaBar e+e (2002-2007) Morgen: LHCb pp (2007-2015) Fantasie? -fabriek (>2015)

Quark-gluon plasma? WA/NA Star Alice Pb-Pb quark-gluon plasma B (GeV) 1.0 T (MeV) 100 200 atoomkern quark-gluon plasma neutronster hadrongas BigBang Pb+Pb Gisteren: WA/NA (1991-2003) Vandaag: Star (2002-2007) Morgen: Alice Pb-Pb (2008-2015)

Astrodeeltjes fysica Energetische neutrino bronnen? Nieuwe materievorm om rotatie van sterrenstelsels te verklaren?

Antares -telescoop   Antares KM3Net Lofar Vandaag: Morgen? Optie? (1999-2005) Morgen? KM3Net (2004-……) Optie? Lofar 

Fundamenteel onderzoek Opleiding: Onderzoeksschool SubAtomaire Fysica (55 studenten): 12 PhDs/jaar 20% semi-overheid 30% industrie 50% wetenschap Technologie: MediPix pixel detector 3D B-veld sensor, nauwkeurig uitlijnsysteem Computer algebra programma (FORM) Uitdagende industriële projecten (b.v. Atlas magneet)

Deeltjesfysica: WWW

NIKHEF GRID

Onderzoeksvragen 3 families?  ? (LEP: 2.9940.012) stabiliteit proton?  HyperKamiokande neutrino sector?  -fabriek massa mysterie?  Atlas quark-gluon plasma?  Alice nieuwe deeltjes?  Atlas/Antares materie  antimaterie?  LHCb donkere materie?  Antares/Atlas extra dimensies/BH?  Atlas verrassingen?  LHC/Antares

Materie, Energie, Ruimte & Tijd unificatie kosmisch gravitatie krachten verband donkere materie Higgs neutrino extra dimensies zwarte gaten anti materie super symmetrie zeldzame processen astro deeltjes fysica

Education: PhD, university & high school PhD students: Onderzoeksschool SubAtomaire Fysica (50 students): 12 PhDs/year. 50% goes to industry 50% stays in science University students: NIKHEF partners: KUN, UU, UvA, VU CERN summerstudent program CERN visits High school: NIKHEF visits Profielwerkstukken

Related field: Astronomy 1. Centrum Hoge Energie Astro Fysica (CHEAF) 2. Graviational wave detector (rejected) 3. Antares project (FP6/EU proposal) 4. Lofar project? NIKHEF technical departments (paid labour) - Anti Matter in Space (AMS, spaceshuttle) - California Extremely Large Telescope (CELT, 30 m  telescope)

Related field: (Industrial) applications 1. Synchroton radiation facility ESRF (Grenoble) (beam line & detectors) 2. MediPix pixel detector - International R&D collaboration - Technology transfer (Panalytical) - FP6/EU proposal Idephix (rejected) 3. 3-dimensional B-field sensor - CERN/NIKHEF collaboration

Het “Standaard Model” V V vrije parameters 25 ! 25 ! e   = 1 2 3 V ij l neutrino menging (4) me  0.51099890 m  105.658357 m  1777.0 mu  3 mc  1200 mt  174300 md  7 ms  120 mb  4300 Massa’s v/d elementaire deeltjes (MeV): m < 0.000003 m < 0.19 m < 18.2 e   Parameters v/d elektro-zwakke wisselwerking: e(0) 1/137.036 mW  80.42 GeV mZ  91.188 GeV mH > 114.3 GeV u’ d’ s’ = u d s V ij q quark menging (4) Parameter v/d sterke wisselwerking: s(mZ) 0.117

Kleine deeltjes: Grote detector impuls meting energie meting

Samenvattend  Grensverleggend onderzoek bij de Large Hadron Collider massa hoe en waarom? materie  antimaterie? quark-gluon plasma?  Prominente rol in het Antares astrodeeltjes fysica experiment; toekomstperspectief: KM3Net en ……  Spin-off: computer science (WWW, FORM, GRID) deeltjes detectie (MediPix) meetsystemen (Uitlijn, 3D B-veld)

Lofar