
English: 
Deep beneath the French-Swiss soil lies the Large Hadron Collider,
the biggest physics experiment ever.
The device built by CERN lies on a
depth of 50 to 175 m
and is at the moment the strongest 
particle accelerator on Earth
in the 27-kilometer long tunnel beams of protons collide at nearly the
speed of light.
By mimicking this mini Big Bang
scientists hope to answer
questions like
how gravity works and why the universe exists

Dutch: 
Diep onder de Frans-Zwitserse grond ligt de Large Hadron Collider,
het grootste natuurkunde-experiment ooit.
het door CERN gebouwde apparaat ligt op 
diepte van 50 tot 175 meter
en is op dit moment de krachtigste
deeltjesversneller op aarde
in de 27 kilometer lange tunnel botsen bundels protonen met bijna de
lichtsnelheid tegen elkaar
Door het nabootsen van deze mini oerknal
hopen wetenschappers antwoorden te
krijgen op vragen als
hoe werkt zwaartekracht en waarom bestaat het universum

Dutch: 
In deze driedelige miniserie
reist Tweakers af naar CERN in
Zwitserland om dit enorme experiment met
eigen ogen te aanschouwen
In het oude Griekenland speculeerden filosofen al over atomen.
Een van de grootste vragen was of materie
eindeloos deelbaar was
in kleinere  deeltjes of niet.
Sinds de 19de eeuw is de kennis met grote
sprongen vooruit gegaan.
Freya Bleckman, professor aan de
Vrije Universiteit Brussel,
is regelmatig te vinden bij de
onderzoeksfaciliteiten van de
CMS-detector.
Iedereen weet wel wat atomen zijn
en in atomen heb je kernen
en in die kernen
zitten protonen en neutronen
Nu is in de jaren zeventig ontdekt dat
in die protonen en neutronen dat daar
quarks in zitten
die quaks net zoals deeltjes zoals
elektronen zijn elementaire deeltjes op
dit moment weten niet of we die nog
verder kunnen opsplitsen dat betekent dus niet dat als we

English: 
In this three-part miniseries
Tweakers travels to CERN
in Switzerland to see this huge 
experiment with its own eyes.
In ancient Greece, philosophers speculated about atoms.
One of the biggest questions was whether matter
was endlessly divisible
into smaller particles or not.
Since the 19th century knowledge 
on these topics leaped forward.
Freya Bleckman, professor at the
Vrije Universiteit Brussel,
can regularly be found at
the CMS 
research facility
Everyone knows what atoms are
and atoms have nuclei
and in those nuclei
you find protons and neutrons
In the seventies it was discoverd
those protons and neutrons are composites 
of quarks.
Quarks are elementary particles
like electrons.
At this time we do not know if we can
divide those.

English: 
If we can split those as well in say ten years, 
we have
to build a new model, which is very interesting.
At present, quark and electrons and the partners
of electrons called neutrinos,
the latter which we almost never see 
because they don't interact with anything
are also known as ghost particles, which form the basis of the
standard model
This standard model of particle physics is the theory in which
the forces, and particles which constitute all matter, is described.
Scientists hope to discovere new physical
phenomena with the LHC
beyond the standard model and explain them.
Ivo van Vulpen is a researcher at the Dutch National Institute for Subatomic
Physics, in short Nikhef.
We were allowed to film a closing lecture
Particle Fysics were
Ivo tells about the main principles of
Principles of Physics
in a nutshell.
The journey of the particle is actually looking
at the smallest pieces to 
try to understand nature
Actually we
descended to about a thousandth

Dutch: 
over tien jaar we zien dat we dat kunnen
opsplitsen dan moeten we ...
... een nieuw model gaan bouwen. Dat is heel interessant.
Op dit moment zijn dus quarks en elektronen en de partners
van elektronen die neutrino's heten die
eigenlijk met niks wisselwerken en die je eigenlijk bijna nooit ziet,
die worden ook wel spookdeeltjes genoemd,  dat die de basis vormen van het
standaardmodel.
Dat standaardmodel van de deeltjesfysica is de theorie waarin
de krachten en deeltjes die alle materie vormen, wordt beschreven.
De wetenschappers hopen met de LHC
nieuwe natuurkundige fenomen
buiten het standaardmodel te verklaren of te ontdekken.
Ivo van Vulpen is onderzoeker bij het  Nationaal Instituut voor Subatomaire
Fysica, kortweg Nikhef.
We mochen een afsluitend college
deeltjesfysica bijwonen waarin
Ivo in vogelvlucht de belangrijkste
beginselen van de deeltjesfysica
de revue liet passeren.
De reis van de deeltjesfysica is eigenlijk het steeds kleiner
en kleiner ik kijken
naar de natuur en proberen de natuur daar
te begrijpen. Eigenlijk zijn we
afgedaald tot ongeveer een duizendste

Dutch: 
van een protondiameter.
We hebben een standaardmodel en eigenlijk doet dat het heel goed.
Eigenlijk beschrijft het bijna alles
wat we daar zien.
De eerst vorm van het standaardmodel beschreven alle materie, alleen deeltjes
deeltjes mochten geen massa hebben.
Massa is echt een cruciaal onderdeel
van de van de natuur.
Als deeltjes massa hebben dan klonteren ze aan elkaar.
De aarde is ook een klontje materie, de zon is een klontje,
dus het is heel belangrijk dat deeltjes massa hebben.
Deeltjes hebben gewoon massa.
Dus deeltjes moeten ook massa hebben
in de theorie.
Het is een heel gedoe geweest om massa in de theorie te krijgen en dat is het
briljante werk van Peter Higgs, die heeft gezorgd dat we ook massa ín die
wiskundige structuur kunnen invouwen,
waardoor het higgs ook onderdeel is van het standaardmodel.
Dat was een idee. Dat is 40 jaar lang een
idee geweest en eindelijk twee jaar
geleden hebben we dat voor het eerst
kunnen bewijzen dat zijn idee
ook echt waar. Het standaardmodel is dus twee jaar geleden pas echt compleet geworden,
compleet met massa en alle interacties.
Nou blijkt dat in dat standaardmodel
dat

English: 
of a proton diameter.
We have a standard and it actually does it quite well.
Actually it describes almost everything
what we see there.
The first form of the standard model described all matter, but only particles
and particles could have no mass.
Mass is really a crucial part
of the nature.
If particules have mass, they will clump together.
The earth is also a lump of matter, the sun is a lump,
so it is very important particles have mass.
Particles have mass.
So particles should also have mass
in theory as well.
It was a hassle to get mass in the theory and that's
the brilliant work of Peter Higgs, 
who has ensured that mass fitted in the
mathematical structure,
making the Higgs also part of the standard model.
That was an idea. It's been an idea
for 40 years, and finally two years
ago we been able to proof
this idea for the first time.
The standard model
wasn't complete until two years ago,
complete with mass and all interactions.
Well, it turns out that 
in the standard model

Dutch: 
van dat setje van twee quarks en een elektron en een neutrino dat er ook nog
zwaardere versies van bestaa. Drie
keer heb je daar heb je die set.
Dus je hebt elektronen
en up en down quarks. Dan heb je muonen en strange en charm
quarks. Dan heb je tauonen en die komen met top en bottom quarks.
Waarom dat zo is weten we niet. We weten wel vrij zeker dat we niet op diezelfde manier
kunnen voortborduren, want als dat zo is
dan zou het higgsboson zich anders gedragen.
We weten nu dat de wereld net iets
anders in elkaar dan we dachten
er is daar zoiets als het higgsveld, het higgsboson
en we denken
dat nu de LHC weer aangaat
we denken dat er nieuwe fenomenen zijn.
We denken dat we die
nieuwe stap gaan maken en ze weer een
stap kleiner,
dat daar zich nieuwe fenomenen gaan
openbaren. Dat is beetje onze hoop
en we denken ook dat dat gaat gebeuren
Het higgsboson is
de tot nu toe belangrijkste
ontdekkingen die de mens heeft gedaan

English: 
the set of two quarks and an electron and a neutrino that there are
heavier versions of those. Three
times have you got that set.
So you have electrons,
and up and down quarks. Then you have muons and strange and charm
quarks. Then you have tauons and they come with top and bottom quarks.
Why this is the way it is, we do not know. We are 
pretty sure cannot continue to
build, the model this way, because if that would be so,
the Higgs boson would behave differently.
We now know that the world works
just a little different than we previously thought.
There's such a thing as the Higgs field, the Higgs boson
and we think
that now the LHC is on again
we think there are new phenomena.
We think we
will make a new step
and make them smaller again,
and to reveal new phenomena.
That's what we hope.
and we also think that it will happen
The Higgs boson is
the so far most important
discovery that man has done

English: 
with the aid of the data from the LHC.
But we are still a long way,
because it still lacks some
puzzle pieces.
But still there are things we do not
understand. One of the great things
we do not understand is if not if we watch
the smallest, but when
we look at the largest, when we
look at the universe.
In the universe there are many
galaxies and planets and gas clouds.
And off all those things we know how they are structured. 
They are made out of molecules,
like things we have on earth
from helium and hydrogen etcetera,
and what have noticed is that there
is much more mass in the universe
or should be,
than we can see
For every kilogram of
mass in the universe, every kilogram of weight that we know of,
there's four kilos
we can not see and we have
no knowledge of it and the crazy
thing is

Dutch: 
met behulp van de data uit de LHC.
Maar we zijn er nog lang niet,
want dat ontbreekt nog steeds een aantal
puzzelstukjes.
Maar toch zijn er dingen die we niet
begrijpen. Een van de grootse dingen
die we niet begrijpen is als we niet naar het
allerkleinste kijken, maar juist
naar het allergrootste dus als we naar het
heelal kijken.
In het heelal zijn heel veel
sterrenstelsels en planeten gaswolken.
En van al die dingen weten we hoe ze in elkaar zitten. Ze zijn opgebouwd uit moleculen,
net als de dingen die op aarde hebben
uit helium en waterstof et cetera,
en wat hebben gemerkt is dat er
veel meer massa in het heelal
zit of moet zitten
dan we kunnen zien
voor elke kilo
massa in het heelal, elke kilo gewicht die we kennen
is er vier kilo
die we niet kunnen zien en waar we
totaal geen weet van hebben en het gekke
is

Dutch: 
dat er vanaf die vier kilo is die extra
materie die de moet zitten dat we weten
dat het niet
is gemaakt van deeltjes die in het standaardmodel zitten.
Er is veel meer massa en het heelal
dan we nu kunnen zien.
We kunnen een kleine 5 procent
waarnemen en de rest is donkere energie
en donkere materie.
Er bestaat een idee dat er nog een symmetrie aanwezig is,
wat betekent dat elk deeltje naast een
gewoon deeltje en antideeltje nog een
deeltje heeft.
Als ik deel die zouden bestaan, dan zou
een van die deeltjes wel eens stabiel
kunnen zijn.
Die deeltjes bestaan dan sinds de vorming
van het heelal
en die zouden dan de donkere materie
kunnen verklaren.
Het idee dat er zo'n extra groep deeltjes
bestaat
die deeltjes hebben we nog niet
gezien dus het idee op zich lijkt heel
gek want die deeltjes zien we niet in de natuur,
maar het zou best wel kunnen als die deeltjes heel zwaar zijn,
dan kunnen ze wel bestaan dan hebben ze
nog nooit kunnen maken.
Pas nu, nu de LHC zo
ontzettend veel energie heeft,
hopen we dat we een paar van die nieuwe
deeltjes kunnen gaan maken

English: 
that those four extra
kilo's
are not made
out of particles which are in the standard model.
There is much more mass and the universe
then we can see now.
We can almost observe 5 percent
and the rest is dark energy
and dark matter.
There is an idea that there is another symmetry present,
which means that each particle in addition to an
ordinary particle and antiparticle has yet
another particle.
When those particles exist,
one of those particules could be stable
These particles are in existence
since the formation of the universe
and those could explain dark matter
The idea that such additional group of particles
exists
odd because the particles are not seen in nature,
but it could be those particles are pretty heavy,
but it could be those particles are pretty heavy,
than they do exist but than we
were never able to make them.
Only now, as the LHC
has so much more energy,
we hope that we can make a few of those new
particles and

Dutch: 
en we hopen dan ook dat donkere materie
deeltje te kunnen maken we hopen echt in
het laboratorium
van die donkere materiedeeltjes te kunnen maken.
Donkere materie en donkere energie
samen vormen ze zo'n 95 procent van alle
massa-energie in ons universum
maar direct waarnemen kunnen we het niet.
Nog niet.
96 procent van alle materie is onbekend.
Onvindbaar.
Die deeltjes zitten niet in het
standaardmodel
Het gekke is de eigenschappen van de donkere materie
het heet niet voor niets donkere materie
het is heel vluchtig in de zin
dat het niet een gewone interactie heeft met
materie.
Ze zullen dwars door staal heen vliegen. Dwars door steen.
Je kan ze niet makkelijk detecteren.
Wat je wel kan doen is als je twee
dingen op elkaar laat botsen
en je ziet wat er uitkomt,
dan moet er evenveel energie ingaan als
er uitkomt, dus als je energie mist
dan zou dat kunnen omdat of je
apparaatje het niet doet,
of omdat er zo'n donkere materiedeeltje wilt is
gemaakt die heel veel energie heeft en
die ontsnapt is die je hebt gemist.

English: 
we hope we can make
the dark matter particle
in the laboratory
to make of these dark matter particles.
Dark matter and dark energy
together they make up around 95 percent of all
mass-energy in our universe
but we can not directly observe it.
Not yet.
96 percent of all matter is unknown.
Untraceable.
These particles are not in the
standard model.
The strange thing is the properties of dark matter
it is not called dark matter for nothing,
it is quite volatile in the sense
that it does not have a conventional interaction with
matter.
They will fly thourgh steel and stone.
You can not detect it easily.
What you can do is if you let
two things collide
and you see what comes out,
there must go an even amount of energy
in as what comes out, so if you miss energy
it could be because of your
device does not work,
or because you created a dark matter particle
which consists of a lot of energy and
that escaped you missed.

English: 
So it's our job to look good and
to know exactly what you collide
and measure it very well and 
find out if there's an imbalance between it.
If that is the case and it has certain
properties you can thus
prove that you have created a dark matter particle.
This is all about
measuring is knowing.
So you have to really know what you
make in such a laboratory and what you measure
To do that, you have to understand
the detector very good, so you know what you should
see and not see things which aren't there.
And one of the things you would want to do is not see
you miss energy,
but that you can really show
you created such a heavyweight particle
and that you can hopefully do
in such a collision will not only make a
dark matter particle
but also other heavy particles we've never seen before.
That gives very strange pictures
and odd clashes
in which you miss
a lot of energy

Dutch: 
Dus het is onze taak om te kijken en goed
te weten wat je precies op elkaar schieten
heel goed meten wat er uitkomt en kijken
of daar een disbalans tussen zit.
Als dat zo is en het heeft bepaalde
eigenschappen dan kan je daarmee
bewijzen dat je een donkere materiedeeltje hebt gemaakt.
Het gaat uiteindelijk allemaal om
meten is weten.
Je moet dus heel goed weten wat je in
zo'n laboratorium maak en meet
daarvoor moet de detector heel goed
begrepen worden zodat iets wat ergens op lijkt
niet voor iets aangezien wordt.
En een van de dingen die je zou willen doen is niet alleen zien dat je
energie mist,
maar dat je in dat soort botsingen
echt kan laten zien dat er een zo'n extra zwaar deeltje is gemaakt
en dat kan je doen door hopelijk in
zo'n botsing maak je niet alleen een
donker materiedeeltje
maar ook andere zware broertjes die we nog nooit eerder hebben gezien.
Dat geeft hele rare foto's hele rare
botsingen
waarbij je dus én
heel veel energie mist

English: 
and observe very strange phenomena which
were induced by other heavy particles
and that combination together,
that is so unique,
then you can really say you saw something new.
In order to be able to collect those data
you need a huge accelerator.
7 tera electron volt ensures that a
particle a trillionth times smaller than
a mosquito
carries a comparable amount of energy in
himself like a mosquito which flies against
your arm.
How is all this energy kept in check, will be explained by Jan Uythoven
at the superconducting magnets
test facility, SM18.
This is the one of the twelve hundred
superconducting magnets, dipole magnets,
which are setup in the accelerator, which is
27 kilometers
in circumference.
Those magnets have to bend the particles so they make a
closed circle.
In total there are about 8000
superconducting magnets of different kinds,

Dutch: 
en een hele gekke fenomenen ziet die door die andere zware deeltjes gemaakt zijn
en die combinatie samen,
die is zo uniek,
dan kan je echt een beetje wat nieuws
hebt gezien.
Om die data te kunnen verzamelen
is dus een enorme versneller nodig.
7 tera elektronvolt zorgt ervoor dat een
deeltje een biljoenste maal zo klein als
een mug
de vergelijkbare hoeveelheid energie in
zich draagt als een mug die tegen je arm
vliegt.
Hoe al die energie gecontroleerd wordt, legt Jan Uythoven ons uit in de testfaciliteit
voor supergeleidende magneten
SM18,
Dit is het een van de twaalfhonderd
supergeleidende magneten, dipoolmagneten,
die beneden in de versneller staan, die is
27 kilometer
groot van omtrek.
Die moeten de deeltjes ombuigen zodat die  een gesloten cirkel maken.
In totaal zijn er ongeveer 8000
supergeleidende magneten van verschillende soorten,

English: 
but of the simplest
type of magnets
we have twelve hundred of those.
If the accelerator is full
there are about 6000 bunches of particles going around.
The twelve hundred magnets ensure not
only that the bundles of
particles stick together,
they also press the particles closer to each other so that the
probability of a collision is greater.
This requires an extremely strong magnetic
field which is generated with the help of
superconductivity
So here you have the superconductor
that's the same as here,
which holds a current of 13 000
amp, thirteen kilo amperes,
If you want a current of thirteen kilo amperes,
and you want to have a normal cable which is not superconductive, thus
is not about two kelvin,
then you need a
very large copper cable
which is very heavy.
Superconductivity only works
at extremely low temperatures.
Parts of the accelerator tube in the LHC
is cooled to - 271 degrees Celsius or two kelvin.

Dutch: 
maar dit is dus de eenvoudigste soort
daar hebben het meeste. Daar zijn er dus
twaalfhonderd van.
Als de versneller vol zit
gaan ongeveer 6.000 plukjes met deeltjes rond.
De twaalfhonderd magneten zorgen er niet
alleen voor dat de bundels van
deeltjes netjes bij elkaar blijven,
Ze drukken de deeltjes ook dichter op elkaar zodat de kans op een botsing groter wordt.
Hiervoor is een extreem sterk magnetisch
veld nodig dat wordt opgewekt met behulp
van supergeleiding
Hier heb je dus de supergeleider
dat is hetzelfde als hier,
daar gaat een stroom doorheen van 13.000
ampère, dertien kiloampère,
 
Als je een stroom van dertien kiloampère wil hebben,
en je wil die door een normale kabel hebben die niet supergeleidend is, die dus
niet zo ongeveer twee kelvin is,
dan heb je zo'n
grote bos koperen kabels nodig en
dat is heel erg zwaar.
Supergeleiding werkt alleen onder
extreem lage temperaturen.
Delen van de versnellerbuis in de LHC
worden gekoeld tot - 271 graden Celsius of twee kelvin.

Dutch: 
De onderdelen die supergeleidend moeten
zijn, liggen in een bad van vloeibaar helium.
Dit het geheel wordt omsloten door een
buis met verschillende isolatielagen.
Het is juist een buis zonder gas.
Het is net als een thermosfles want
binnenin zijn supergeleidend,
dat betekent binnenin is het twee kelvin,
dus - 271 graden Celsius.
En die zorgt ervoor dat de geleiders waar de stroom doorheen gaat,
wat dus magneetveld geeft, dat die geen weerstand hebben.
Dus je hebt heel weinig energie nodig
zeg maar geen energie meer nodig
om te zorgen dat de stroom verder
blijft draaien en je kan dus ook hele
grote stroom hebben
Het is magneetveld is 8,3 Tesla, dus dat is ongeveer vier keer
vier keer zo groot als wat je met een normale magneet  kan krijgen, maar dan moet het wel
heel ver afgekoeld worden.
Daarvoor heb je dus eerst een isolerend
vacuüm, isolerende laagjes met
aluminium, de supergeleider,
en nadien heb je vloeibaar helium wat het koud houdt.

English: 
The parts which have to be superconducting
ly in a bath of liquid helium.
This will be the entirely enclosed by a
tube with different insulating layers.
It is a tube without gas.
It's like a thermos flask because
inside are superconducting,
that means it is two kelvin inside
so - 271 degrees Celsius.
which ensures that the conductors where the current passes through,
thus giving the magnetic field, do not have any resistance.
So you need very little energy
say no energy,
in order to further ensure that the current
keeps running and you can also
have a very large current.
The magnetic field is 8.3 Tesla, so that's about four times
the amount of what you can get with an ordinary magnet, but it must
be cooled down a lot.
To do so you first have an insulating
vacuum, insulating layers with
aluminium, the superconductor,
and after that you have liquid helium which keeps it cold.

English: 
In the next episode we dive into the depths. Literally.
A hundred meters down the
at the CMS-detector-site.
We also check out ATLAS, though we
could not go down.
The detectors provide us with data. A lot
of data.
To process all data, some thirty
petabyte of raw data per year,
the GRID was coined in 2004 where
Sara and Nikhef in Amsterdam
play an important role.
Enough data for another episode!

Dutch: 
In de volgende aflevering duiken we echt de diepte in. Letterlijk.
Zo'n honderd meter naar beneden bij de
CMS-detector.
Ook ATLAS ontbreekt niet, al kunnen we
daar niet naar beneden.
De detectoren leveren data. Heel veel
data.
Om al die data te verwerken, zo'n dertig
petabyte ruwe data per jaar,
werd in 2004 het GRID bedacht waar ook
Sara en Nikhef in amsterdam een
belangrijke rol in spelen.
Je voelt het al aan: dat is ruim
voldoende data voor nog een aflevering!
