Particle Physics Group

The Particle Physics Group at the University of Antwerp has a long and outstanding tradition in experimental and phenomenological research concerning particle collisions as conducted by the largest particle accelerator in the world, the Large Hadron Collider at CERN (Switzerland). Our research focuses on the study of quantumchromodynamics, the search for Higgs boson, the search for extra dimensions of space, the search for sterile neutrinos at the Belgian BR2 reactor and most recently the monitoring of gravity waves with the future Einstein Telescope.

CMS published a 1000 papers

On November 24th, the CMS collaboration at CERN's Large Hadron Collider announced the publication of the 1000th paper in a peer-review journal, a truly exceptional achievement for a single Experiment.

A thousand published papers, more than 100 per year, highlights the outstanding work productivity and the dedication of scientists of the CMS collaboration. For the last ten years, CMS scientists have been producing, testing and publishing insights arising from the spectacular particle collisions at the LHC, describing fundamental aspects of the quantum universe one paper after another. Peering into the behaviour of nature's most fundamental constituents through the lens of the humming, high-tech machine known as the CMS particle detector, the CMS collaboration has contributed immensely to the very foundations of knowledge in particle physics.

You can read the ful article here

30 November 2020

Einstein telescoop: 2 miljard aan hightech diep in Limburgse grond

In de Limburgse grensstreek wordt druk getest en geboord. Belgische, Nederlandse en Duitse wetenschappers bereiden er de bouw van de kilometerslange, ondergrondse Einstein Telescoop voor. Ze noemen hem ET. Met het miljardenproject willen ze dieper de ruimte inkijken dan ooit tevoren. Helemaal tot aan de oerknal. ‘Zonder industriële expertise lukt dit niet.’

Europa buigt zich over Einstein Telescoop

Limburg is in de running als locatie voor prestigieuze wetenschappelijke infrastructuur

Zwaartekrachtsgolven zijn de sleutel tot het ontsluieren van heel wat geheimen over ons heelal. Om die golven in optimale omstandigheden te detecteren, willen wetenschappers uit meerdere landen de Einstein Telescoop bouwen. De Maas-Rijn Euregio is een van de twee potentiële locaties. Europa buigt zich nu over de projectaanvraag.

Honderd jaar geleden lanceerde Einstein zijn theorie over de zwaartekrachtsgolven. Het duurde nog tot 14 september 2015 vooraleer ze voor het eerst werden waargenomen. Natuur- en sterrenkundigen over de hele wereld waren enthousiast. “We kregen een nieuwe manier in handen om het heelal te bestuderen”, vertelt prof. Nick Van Remortel (UAntwerpen). “Observatie van zwaartekrachtsgolven kan leiden tot nieuwe ontdekkingen, bijvoorbeeld over hoe zwarte gaten ontstaan en wat er gebeurde nét na de oerknal. In 2015 ging echt een nieuw tijdperk in de natuur- en sterrenkunde van start.”

Neutronensterren

Zowel Europa als de VS investeerden reeds in detectoren om zwaartekrachtsgolven waar te nemen. De Advanced Virgo (in Europa) en Advanced LIGO (in de VS) lagen reeds aan de basis van adembenemende wetenschappelijke verwezenlijkingen. Zo konden in augustus 2017 de zwaartekrachtsgolven veroorzaakt door het samensmelten van twee neutronensterren geobserveerd worden. Die gebeurtenis werd gelijktijdig door een groot aantal andere instrumenten, zowel op de aarde als in de ruimte, waargenomen en dit over het ganse elektromagnetisch spectrum, gaande van radiogolven tot gammastraling: het begin van het tijdperk van ‘multi-messenger astronomy’ gebruikmakend van zwaartekrachtsgolven. 

“Om het potentieel van deze jonge wetenschapsdiscipline ten volle te benutten is er een nieuwe generatie observatoria nodig”, legt prof. Alexander Sevrin (VUB) uit.  Een consortium van Europese landen en van onderzoeksinstituten uit diverse Europese universiteiten werkten gezamenlijk een project voor de Einstein Telescoop uit. Aan Vlaamse zijde zijn KU Leuven, UAntwerpen, UGent en de VUB betrokken.

Fysica van zwarte gaten

Sevrin: “De Einstein Telescoop zal ons in staat stellen om alle samensmeltingen van stellaire en intermediaire massa zwarte gaten in het ganse oberveerbare universum waar te nemen en zal zo in belangrijke mate bijdragen tot het begrijpen van de evolutie van ons universum. De telescoop zal ook  nieuw licht werpen op het ‘Donker Universum’ en zal de rol van donkere materie en donkere energie in onze kosmos mee ophelderen.”

Ook het in detail bestuderen van de fysica van zwarte gaten wordt mogelijk. “Deze enigmatische objecten zijn ideaal om de algemene relativiteitstheorie in extreme omstandigheden te testen en te exploreren”, blikt prof. Thomas Hertog (KU Leuven) vooruit. “Daarnaast zal de telescoop jaarlijks duizenden samensmeltingen van neutronensterren detecteren en ons zo toelaten om het gedrag van materie bij enorm grote dichtheid en druk, condities die onmogelijk in een laboratorium gerealiseerd kunnen worden, te bestuderen. Daarenboven zal dit fysici ook in staat stellen om de kernfysica die aan de basis ligt van supernovaontploffingen van sterren te begrijpen.”

Regio wordt al voorbereid

De EU financierde reeds het conceptuele ontwerp van het prestigieuze project. Het consortium diende het dossier nu in met het oog op de herziening van de European Strategic Forum for Research Infrastructures (ESFRI) roadmap. EFSRI buigt zich over de toekomstige grootschalige wetenschappelijke infrastructuren in Europa. Met de politieke steun van België, Italië, Nederland, Polen en Spanje brengt het consortium ongeveer 40 onderzoeksinstellingen en universiteiten uit verschillende Europese landen samen. Haar voorlopig hoofdkwartier is het “European Gravitational Observatory” (EGO) in Italië. Er wordt gehoopt op de realisatie van een zusterproject, “Cosmic Explorer” in de VS. 

De Einstein Telescoop zal ondergebracht worden in de diepe ondergrond (zie figuur). Twee locaties komen in aanmerking: het Italiaanse Sardinië en de Maas-Rijn Euroregio (het drielandenpunt België-Duitsland-Nederland). “Beide regio’s worden nu geëvalueerd en binnen de komende vijf jaren zal beslist worden waar de telescoop gebouwd zal worden”, aldus prof. Nick van Remortel (UAntwerpen). “Nu al lopen er in ‘onze’ regio twee voortrajecten met Belgische deelname: ETpathfinder en E-TEST. Die projecten krijgen financiële steun van Europa. Tien Belgische universiteiten en onderzoekscentra, Nederlandse universiteiten en de Nederlandse en Vlaamse overheden werken er samen om de regio optimaal voor te bereiden voor dit baanbrekende wetenschappelijk avontuur.


Artist rendering of the Einstein Telescope

Artist rendering van de 3x10km lange driehoek layout van het toekomstige ET project, ingebed op 150m diepte in ofwel de Maas-Rijn regio BEL-NL-GER, of Sardinië in Italië. Elk van de drie hoekpunten of “meetstations” zijn ondergebracht in een ondergronds laboratorium, uitgerust met ultramoderne laser optica, opgehangen aan lange pendels van gemiddeld 15 m hoog (courtesy NIKHEF, Amsterdam).

11 September 2020

Meer info op:
https://www.einsteintelescope.be
https://www.einsteintelescope.nl/mediakit/
https://www.etpathfinder.eu/
https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/strategy/european-research-infrastructures/

Nobel Prize in Physics 2020

The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2020 Nobel Prize in Physics with one half to Roger Penrose “for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity” and the other half jointly to Reinhard Genzel and Andrea Ghez “for the discovery of a supermassive compact object at the centre of our galaxy.”

These three laureates share this year’s Nobel Prize in Physics for their discoveries about one of the most exotic phenomena in the universe, the black hole. Roger Penrose showed that the general theory of relativity leads to the formation of black holes. Reinhard Genzel and Andrea Ghez discovered that an invisible and extremely heavy object governs the orbits of stars at the centre of our galaxy. A supermassive black hole is the only currently known explanation.

Read more:
Press release: https://bit.ly/309oZqF
Popular information: https://bit.ly/3jjZSJk
Advanced information: https://bit.ly/3kEwwFI