De Large Hadron Collider (LHC) strekt zich uit over 27 km en vertrouwt op duizenden magneten van verschillende typen - dipolen, quadrupolen, sextupolen, octupolen, decapolen, enz. - om zijn deeltjesbundels te sturen en te beheersen. Elk type vervult een gespecialiseerde taak, ongeveer als een uiterst duur en cryogeen gekoeld kantoor, waar iedereen een heel specifieke baan heeft en niemand aan de thermostaat mag komen.

Enkele van de belangrijkste staan bekend als inner triplets. Deze groepen van drie quadrupoolmagneten (vandaar de naam, wat in ieder geval iedereen een vergadering bespaart) bevinden zich aan beide zijden van de vier hoofdexperimenten van de LHC. Hun taak is om de deeltjesbundels zo strak mogelijk te focussen vlak voordat de deeltjes binnen de detectoren botsen.

Hoe strakker de bundels worden "gecomprimeerd", hoe groter de kans dat deeltjes botsen. Dat maakt de inner triplets essentieel voor het verhogen van de luminositeit van de LHC, dat wil zeggen het aantal botsingen dat in een bepaalde periode plaatsvindt. Meer luminositeit betekent meer botsingen, waardoor onderzoekers meer gegevens krijgen om te analyseren. Kort gezegd: harder knijpen, meer botsingen, meer leren over het universum. Natuurkunde is gewoon botsauto's met betere financiering.

Een belangrijk onderdeel van het toekomstige High-Luminosity LHC (HiLumi LHC)-project omvat het vervangen van de bestaande inner triplets door een veel krachtigere generatie magneten.

De werkzaamheden vinden plaats tijdens de derde lange stilstand (LS3). Onlangs hebben ploegen de eerste magneetverbinding doorgesneden, waarmee de vervangingsoperatie formeel begon. CERN-directeur-generaal Mark Thomson bezocht ook LHC Punt 1 (het ATLAS-experiment) om deze mijlpaal te markeren, vermoedelijk om goedkeurend te knikken naar een zeer grote draad die werd doorgeknipt.

"De vervanging van deze magneten door de nieuwe HiLumi LHC inner triplets is cruciaal voor de komende jaren met hoge luminositeit. De eerste quadrupool van de nieuwe triplets zou begin 2029 in de tunnel moeten aankomen. In totaal zullen 16 cryostaten en 28 cryo-assemblages worden geïnstalleerd - een grote onderneming", legt Jean-Philippe Tock uit, hoofd van het LS3-coördinatieteam.

De nieuwe inner triplets zijn het resultaat van jaren onderzoek en ontwikkeling. Ze vormen een grote technologische vooruitgang ten opzichte van de niobium-titanium magneten die momenteel in de LHC werken.

In plaats van niobium-titanium gebruiken de opgewaardeerde magneten niobium-tin supergeleidende spoelen. Hierdoor kunnen ze magnetische velden opwekken tot 11,3 tesla, ongeveer 40% sterker dan de velden die de huidige magneten produceren. Ter referentie: dat is een hoop tesla, en nee, je kunt er nog steeds je telefoon niet mee opladen.

De nieuwe apparatuur wordt rond de ATLAS- en CMS-experimenten geïnstalleerd, waar de verhoogde botsingssnelheid bijzonder belangrijk zal zijn.

ALICE en LHCb werken anders en volgen andere natuurkundeprogramma's, dus ze hebben niet dezelfde toename in instantane luminositeit nodig. Hun bestaande inner triplets kunnen daarom blijven zitten. Die magneten worden echter toch opgewaardeerd, zodat beide experimenten kunnen profiteren van de algehele toename in luminositeit - want bij CERN wordt niemand buiten een upgrade gelaten.

Sinds 7 september ontmantelen CERN-teams delen van de collider aan weerszijden van ATLAS en CMS. Het doel is om 28 supergeleidende magneten (waaronder de inner triplets) te verwijderen die volgens planning worden vervangen.

De operatie markeert het einde van een tijdperk voor hardware die sinds de bouw deel uitmaakt van de LHC.

"De gebeurtenis van vandaag is een belangrijke mijlpaal voor CERN, vooral voor het HiLumi LHC-projectteam. De huidige inner triplets dateren uit de bouwfase van de LHC en werden tussen 2005 en 2007 in de machine geïnstalleerd. Na bijna twintig jaar in bedrijf zullen ze plaatsmaken voor een nieuwe generatie nog krachtigere magneten. Het is werkelijk opmerkelijk om zo'n overdracht van de ene generatie innovatie naar de volgende te zien", zegt Markus Zerlauth, projectleider van het HiLumi LHC-project.

Dus vaarwel tegen de inner triplets van 2005-2007, die bijna twee decennia lang bundels focusten en nooit één keer vroegen om een loonsverhoging.