Nick Van Remortel gewoon hoogleraar

Onderzoek Nick Van Remortel

Onderzoeksgroep

Expertise

Mijn onderzoek situeert zich in de studie en experimentele verificatie van de fundamentele natuurwetten, de elementaire deeltjes, en de studie van de cosmos met behulp van zwaartekrachtsgolven. Praktisch gezien gebeurt dit soort onderzoek binnen grote internationale consortia en laboratoria, zoals het CERN in Geneve, DESY in Hamburg, Fermilab in Chicago, ... Desondanks is het ook mogelijk om kleinere experimenten uit te voeren bij lokale onderzoekslaboratoria, zoals het SCK-CEN in Mol. Recent ijver ik om een nieuwe generatie gravitatiegolven telescoop, de Einstein Telescoop, naar de regio van het drielanden punt te halen.

Verkenning van het donkere heelal met gravitatiegolven: van kwantum optica totkwantum gravitatie. 01/01/2021 - 31/12/2024

Abstract

De spectaculaire eerste waarnemingen van gravitatiegolven (GG) geven toegang tot hiertoe onbekende en extreme regio's van het heelal. Om het uitzonderlijke ontdekkingspotentieel met GGs via laser interferometrie te realiseren, is het cruciaal om nieuwe samenwerkingsverbanden uit te bouwen op het grensvlak van exacte en ingenieurswetenschappen. In dit projectvoorstel bundelen wij onze expertise en middelen rond zes uitdagingen in dit domein. Onze doelstellingen gaan van de realisatie van precisie tests van Einsteins relativiteitstheorie nabij zwarte gaten en in het jonge heelal tot grote doorbraken op het gebied van optische componenten en technieken binnen het GG instrumentarium. Zo smeden we een hechte sterke Vlaamse onderzoeksgemeenschap in dit nieuwe veld, stevig ingebed in het internationale samenwerkingsverband rond GG infrastructuur, opdat Vlaanderen de komende jaren een sleutelpositie kan verwerven in het ontrafelen van de donkere kant van het heelal.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Cofinanciering ET-pathfinder project en aanstelling. 01/07/2019 - 31/12/2025

Abstract

Zwaartekrachtgolven waren voorspeld door Albert Einstein, maar eerste waarnemingen ervan dateren van de voorbije jaren en werden bekroond met de Nobelprijs Fysica 2017. Zwaartekrachtgolven vormen een totaal nieuwe bron van informatie over het universum die zal toelaten om het heelal op een geheel nieuwe manier te bestuderen, gaande van de omgeving van zwarte gaten tot de oerknal. Studie van de zwaartekrachtgolven vergt de bouw van een onderzoeksinfrastructuur (Einstein Telescoop genoemd) van grote omvang (bvb CERN, maar minder omvangrijk) die bijna volledig ondergronds ligt. Op Europees niveau is er een akkoord dat een dergelijke telescoop op Europees grondgebied zal gebouwd worden (de voorbereiding start in 2022) met steun van de Europese Commissie en net zoals CERN met de steun van alle leden lidstaten binnen de EU en waarschijnlijk wereldwijd. De design studie is reeds afgerond. Waar deze infrastructuur in Europa zal komen zal in 2021 worden beslist. De grensregio NL/BE/DE, en Sardinië worden in de design studie als goede/mogelijke plaatsen aangeduid. Een aantal technologieën nodig voor de Einstein Telescoop infrastructuur is wereldwijd nog niet voorhanden en vergen nog onderzoek, innovatie en ontwikkeling. De bedoeling is om een aantal van deze technologieën te ontwikkelen binnen het ET-Pathfinder Fieldlab. Het zal een gedistribueerd innovatiecentrum zijn waarin de wetenschappelijke en industriële wereld samenwerken gedurende een periode van 20 jaar. In Maastricht zal daarvoor een cleanroom met daarin een 20m lange gekoelde laser interferometer gebouwd worden waar de door de verschillende partners ontwikkelde technologieën zullen getest worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De isotropische zoektocht naar en het analyseren van de astrofysische stochastische achtergrond van zwaartekrachtsgolven. 01/11/2022 - 31/10/2023

Abstract

Het project heeft een primaire focus op de zoektocht naar en de mogelijke ontdekking van de astrofysische stochastische achtergrond van gravitationele golven (SAGG) gebruikmakend van nieuwe en state-of-the-art data-analyse software. Tijdens O4, die begint in december 2022 en een jaar zal duren, zal ik actief data nemen en die analyseren, zoekende naar de aanwezigheid van de SAGG. Mocht die niet aanwezig zijn, zullen we limieten kunnen zetten op de magnitude van de achtergrond. Daarnaast zal ik ook werken aan software die automatisch spectrale artefacten in de data zal linken aan de gemeten omgevingskanalen rondom Virgo, zoals magnetische ruis. Die tool zal onze mogelijkheid om zo'n artefacten te identificeren significant vergroten. Die ruis is één van de mogelijke ruisoorzaken die ik ook zal onderzoeken in het 'noise hunting' proces waarbij je rondom en in de Virgo detector op zoek gaat naar ruisbronnen die de data onbruikbaar kunnen maken. Ik zal ook helpen met de magnetische ruisinjecties in de Virgo data. Daarnaast zal ik ook voor het eerst het effect van de gebouwen rond de Virgo detector op de externe magnetische signalen onderzoeken. Op het einde van mijn project zal ik voor de 'science run' O5 bijdragen tot de upgrade van de detectiestatistiek en ook meewerken aan de analyse in het begin van O5. Tezamen met mijn werk in 'noise hunting' kan dat zorgen voor een betere sensitiviteit in de detector en dus een betere kans om de astrofysische SAGG te ontdekken in O5.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontwikkeling van componenten voor 3e generatie gravitatiegolven instrumentatie. 01/11/2020 - 31/10/2024

Abstract

Sinds April 2019 staat de Universiteit Antwerpen, in samenwerking met Vlaamse en Nederlandse kennisinstellingen, mee aan de wieg van het ETpathfinder R&D Fieldlab . Deze gedeelde onderzoeksinfrastructuur zal, na opbouw, gedurende meer dan twee decennia hoogtechnologische componenten ontwikkelen voor de zwaartekracht astronomie, met als ultieme doel de realisatie van de Einstein Telescoop, een 30km lange, ondergrondse laser interferometer voor de studie van zwaartekrachtsgolven, in de grensregio BE/DE/NL. De Universiteit Antwerpen heeft zich sterk geëngageerd in het Einstein Telescope project, omdat zij gelooft in het baanbrekend en innoverend karakter van het onderzoek dat daarbij zal worden uitgevoerd. Ook al beogen wij met Einstein Telescoop om fundamentele vragen over de kosmos te beantwoorden, is het industrieel/technologisch aanzuig effect als technologie driver onmiskenbaar, hetgeen staat beschreven in drie onafhankelijke socio-economische impact studies. Het ETpathfinder R&D project moet worden gezien als een platform voor de ontwikkeling van gespecialiseerde technologie en een versterking van de positie van onze regio in het finale site-bod van het Einstein Telescope project. Om de lokale industrie van bij de aanvang van het project nauw te betrekken, wordt het ETpathfinder consortium bijgestaan door een industriële adviesraad (IAR), met vertegenwoordigers van een 40-tal Vlaamse en Nederlandse bedrijven, werkgeversorganisaties en lokale stakeholders. Veel van deze zijn gevestigd in onze provincie en zijn actief op het gebied van openbare werken en tunneling, bodemonderzoek, kuiperij en machinebouw, sensor technologie en micro-elektronica, ICT en modellering, … Met behulp van de IOF financiering kan de Antwerpse universiteit personeel en middelen aanwenden om een expertise rol te verwerven in de controle en besturing van de interferometer en de daarbij behorende computing en elektronica infrastructuur. Het beheersen van de hardware-software infrastructuur van ET kan onze universiteit verder profileren in het globale ET project, met vooruitzichten op de uitbouw van noodzakelijke ET computing en controle infrastructuur in Vlaanderen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Blik op het vroege universum met gravitatiegolven. 01/01/2020 - 31/12/2023

Abstract

Dit project heeft als doelstelling om de onderzoeksactiviteiten van de onderzoeksgroep elementaire deeltjes fysica in het domein van de fundamentele interacties uit te breiden met een studie van gravitatie. Het sterk gekoppelde regime van Einstein's algemene relativiteitstheorie kan nu experimenteel worden getest met observatoria voor gravitatiegolven, waarvan er verschillende in de wereld operatief zijn. Wij stellen voor om ons aan te sluiten bij het VIRGO gravitatiegolven experiment om de gegevens van de gezamenlijke VIRGO/LIGO dataset te analyseren in functie van de detectie van stochastische gravitatiegolven, in analogie met de kosmische achtergrondstraling in ons universum. In tegenstelling tot de kosmische achtergrondstraling die ons enkel een blik laat werpen op de toestand van het heelal toen het al 370 duizend jaar oud was, kunnen we met signalen van primordiale gravitatiegolven terugkijken naar de barensweeën van ons heelal, bij de periode van kosmische inflatie. De zoektocht naar stochastische bronnen van gravitatiegolven moet op lange termijn worden ondersteund door een globaal netwerk van gravitatie telescopen met een verhoogde gevoeligheid. Een toekomstig observatorium van de derde generatie zal de gevoeligheid voor deze en ook andere soorten van gravitatiegolven drastisch verbeteren. Met dit project starten we ook een R&D programma dat sleutelcomponenten voor dit nieuwe observatorium zal ontwikkelen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Onderzoek naar een stochastische achtergrond van gravitatiegolven, gebruikmakende van een wereldwijd interferometer netwerk. 01/11/2019 - 31/10/2023

Abstract

Met dit project zoeken we naar nieuwe bronnen van gravitatiegolven volgend op de ontdekking en eerste rechtstreekse waarneming in 2015. De gevoeligheid van de huidige generatie gravitatiegolf interferometers zal gestaag vergroot worden waardoor er elke 10 tot 20 dagen een samensmelting van zwarte gaten gedetecteerd zal worden. Nu wordt het interessant om naar zwakke signalen te zoeken die hun oorsprong kennen in zwakke, of verre bronnen zoals de samensmelting van verafgelegen zwarte gaten of neutronensterren. De vraag is of er ook gravitatiegolven bestaan van meer exotische bronnen zoals kosmische snaren of zwarte gaten van enkele zonsmassa's. Is het mogelijk om rimpelingen in het ruimtetijd continuüm afkomstig van de oerknal zelf te isoleren van de verschillende bronnen van gravitatiegolven? De huidige gravitatiegolf interferometers in de Verenigde Staten van Amerika en Europa zullen vanaf de lente van 2019 een jaar lang data opnemen om de huidige gevoeligheid met een factor 10 te verbeteren. Nadien zullen ze verdere verbeteringen ondergaan om de gevoeligheid verder te verhogen, gevolgd door nieuwe observatie periodes. Dit moet ons in staat stellen om in de nabije toekomst gravitatiegolven te meten van zwakke astrofysische bronnen zoals de samensmelting van verafgelegen zwarte gaten en neutronensterren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het CMS experiment bij de Large Hadron Collider te CERN. 01/01/2019 - 31/12/2022

Abstract

Het ontrafelen van de meest fundamentele bouwstenen van de materie en hoe ze op elkaar inwerken om het universum te vormen, behoren tot de meest fascinerende en uitdagende ambities van de mensheid. Deelname aan het CMS experiment bij de LHC deeltjesversneller te CERN biedt toegang tot de voorhoede van dit internationaal onderzoek. Met onze recente ontdekking van het Higgs deeltje zijn nu alle deeltjes van het Standaard Model van deeltjesfysica waargenomen. Dit was de start van een unieke verkenning hoe het Higgs deeltje in het model past. Daarenboven kan het CMS experiment op unieke wijze de voorspellingen van het model experimenteel verifiëren. De aanwezigheid van donkere materie in het universum is slechts een van de open vragen in de deeltjesfysica waarvoor we antwoorden zoeken door het Standaard Model uit te breiden met nieuwe deeltjes en interacties. Veel fenomenen met betrekking tot deze uitbreidingen kunnen met het CMS experiment worden ontdekt. De ambitie van de CMS collaboratie is perfect afgestemd op de Europese Strategie voor Deeltjesfysica, waarbij de verkenning met de LHC en binnenkort met de verbeterde versie als de hoogste prioriteit aangegeven staat.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Einstein Telescope Project. 01/01/2019 - 31/12/2022

Abstract

De observatie van gravitatiegolven in 2015 en de geboorte van het multi-messenger tijdperk in de astronomie hebben het wetenschappelijk potentieel van observatoria voor gravitatiegolven aangetoond en leggen een solide basis voor de toekomst van GW (astro-)fysica. Einstein Telescoop is de pionier van een nieuwe generatie van onderzoeksfaciliteiten. Een EU Conceptual Design Study van ET heeft het Belgisch - Duits - Nederlands grensgebied geïdentificeerd als één van de veelbelovende sites voor ET. Met deze aanvraag vragen we van onze regio, en België, om het ET voorstel voor de 2020 update van de ESFRI Roadmap ten volle te steunen. We roepen tevens op om gerichte en doortastende inspanningen te leveren om van onze regio een internationale hotspot te maken op het gebied van gravitatiegolven en om samen te werken om deze unieke opportuniteit voor België om als co-gastland op te treden van een belangrijke internationale onderzoeksfaciliteit, te realiseren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

ETpathfinder. 18/12/2018 - 31/12/2022

Abstract

Zwaartekrachtgolven vormen een totaal nieuwe bron van informatie over het universum die zal toelaten om het heelal op een geheel nieuwe manier te bestuderen, gaande van de omgeving van zwarte gaten tot de oerknal. Studie van de zwaartekrachtgolven vergt de bouw van een onderzoeksinfrastructuur (Einstein Telescoop genoemd) van grote omvang (bv. CERN, maar minder omvangrijk) die bijna volledig ondergronds ligt. Een aantal technologieën nodig voor de Einstein Telescoop infrastructuur is wereldwijd nog niet voorhanden en vergen nog onderzoek, innovatie en ontwikkeling. De bedoeling is om een aantal van deze technologieën te ontwikkelen binnen het ET-Pathfinder Fieldlab. Het zal een gedistribueerd innovatiecentrum zijn waarin de wetenschappelijke en industriële wereld samenwerken gedurende een periode van 20 jaar.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Kleurverstrengeling in QCD en TeV Jets in hadron botsingen. 01/01/2018 - 31/12/2021

Abstract

Dit onderzoeksvoorstel beoogt de studie van hoog-energetische deeltjes-jets die bijna rug-aan-rug geproduceerd worden in proton botsingen in Run II van de LHC. Onze aanpak erkent dat theoretische voorspellingen in dit nieuwe kinematische gebied gevoelig zijn aan hogere-orde kleur-correlatie effecten, niettegenstaande de hoge transversale impuls van de jets. We zullen geavanceerde QCD factorizatie en hersommatie technieken gebruiken om deze kleurverstrengeling theoretische te beschrijven en om relevante observabelen te onderzoeken die kunnen gemeten door het CMS experiment. Met fenomenologische en experimentele studies kijken we naar de balans in transversale impuls van de jets, de azimutale afstand tussen jets, en de azimutale correlatie tussen de leidende jet en de jet impulsbalans. Het resultaat van deze studies is een set van methodes met grote inpak op de beschrijving van correlaties in eindtoestanden met meerder jets, wat noodzakelijk is voor precisie-studies van het Standaardmodel en voor de zoektocht naar fysica voorbij het Standaardmodel, zowel bij de LHC als bij toekomstige experimenten bij hogere luminositeit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het Higgs boson als poort naar nieuwe fysica buiten het Standaard Model (be.h). 01/01/2018 - 31/12/2021

Abstract

In 2012 werd een nieuw elementair deeltje ontdekt bij de LHC versneller van CERN. Tot op vandaag komen haar eigenschappen overeen met het Higgs boson zoals voorspeld binnen het Standaard Model, de huidige theorie van fundamentele interacties in de natuur. Deze ontdekking is de bekroning op 50 jaar onderzoek, met inbegrip van seminaal werk door Belgische pioniers Brout en Englert. De ontdekking heeft ook een nieuw tijdperk in de elementaire deeltjes fysica geopend, met zeer prangende vragen, waaronder de afwezigheid van nieuwe elementaire deeltjes behorende tot nieuwe fundamentele symmetrie in de natuur. De overkoepelende onderzoeksambitie van dit project, geleid door een consortium van theoretici en experimentatoren, is om het Higgs boson als middel te gebruiken om territoria buiten het Standaard Model te onderzoeken. Ten eerste mikken we hier op een precieze meting van de koppeling tussen het Higgs deeltje en de rest van het Standaard Model, inclusief de Higgs zelf-koppeling. We zullen ofwel nieuwe interacties ontdekken, of een reeks van mogelijke hypothesen in deze richting uitsluiten. Tegelijk zullen we naar nieuwe scalaire deeltjes zoeken die aan het reeds gevonden Higgs boson gerelateerd zijn. Tenslotte zullen we het Higgs deeltje gaan gebruiken als probe in een onontdekte wereld van nieuwe deeltjes en interacties die gerelateerd is aan het mysterieuze gedrag van donkere materie en neutrino's. Dit project brengt een groot aantal jonge academici samen die hebben bijgedragen tot de ontdekking van het Higgs boson die nu een brede en originele verderzetting van dit onderzoek wensen uit te voeren aan de grenzen van de hoge-energie fysica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar zware steriele neutrino's bij de Belgische BR2 reactor. 01/10/2017 - 30/09/2021

Abstract

Neutrino oscillatie experimenten hebben samen met cosmologische observaties en directe neutrino metingen ondubbelzinning aangetoond dat ten minste twee van de gekende neutrino soorten een kleine en beduidende massa hebben. Deze observatie levert als eerste tastbaar bewijs voor fundamentele eigenschappen van materie die niet door het Standaard Model van de deetjesfysica beschreven kunnen worden. Steriele neutrino's die geïntroduceerd worden in verschillende eenvoudige uitbreidingen van het Standaard Model, leveren een elegante verklaring voor deze waarnemingen via het zogenaamde see-saw mechanisme. Zulke steriele neutrino's interageren enkel met de reeds gekende deeltjes via hun mixing of quantum mechanische interferentie met de neutrino's uit het Standaard Model. Afhankelijk van het aantal van deze steriele neutrino's en hun massa kunnen verschillende andere pertinente onderzoeksvragen in het vakgebied van de deeltjesfysica worden toegelicht, o.a. een steriel neutrino van enkele keV is een heel plausibele kandidaat voor de donkere materie in ons heelal; CP schending geassocieerd met deze steriele neutrino's kan worden aangewend om de asymmetrie tussen materie en anti-materie in ons heelal te verklaren, en verschillende historische experimentele anomalieën binnen de neutrino fysica kunnen worden verklaard. Binnen dit project zal gezocht worden naar zware steriele neutrino's door gebruik te maken van de pas gebouwde SoLid detector bij de BR2 reactor van het SCK-CEN in Mol. Deze detector is uniek in zijn soort en is één van de verschillende nieuwe korte afstand reactor experimenten die overal ter wereld worden opgezet. De voorgestelde data analyse breidt het basis onderzoeksprogramma van de SoLid detector uit naar een beduidend hogere massa schaal voor steriele neutrino's. Solid is goed uitgerust voor de detective van de vervalproducten van zulke deeltjes in vergelijking met oudere experimenten omwille van de uitstekende afscherming voor straling en zuivere operatie van de BR2 reactor en de superieure instrumentatie en analyse technieken die gebruikt worden bij het SoLid experiment.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontwikkeling van algorithmes en methoden voor cascade som correcties in gamma spectrometrie. 01/10/2017 - 31/07/2019

Abstract

Het algemene doel van het project is het ontwikkelen van een algoritme met de bijhorende nuclidebibliotheken en calibratiemethodes om "true cascade summing" (TCS) correcties te kunnen integreren in de gammaspectrometrie en analysesoftware (bGAMMA). Doelstellingen: 1. Bestuderen van bestaande (gepubliceerde) implementaties en algoritmes voor TCS correcties in gammaspectrometrie. 2. Identificeren van toepassingen en de overeenkomstige lijst van nuclides en hun soort TCS correctie, volgens specifieke vervalschemas. Voor sommige gevallen het overnemen van restricties/vereenvoudigingen die van toepassing zijn. Resulterend in het creëren van radionuclidebibliotheken die de verschillende correctiefactoren voor TCS bevatten. 3. Het ontwikkelen (indien mogelijk) van een algemeen algortime voor TCS in gammaspectrometrie. Indien nodig moeten gedeeltelijke of volledige nuclide-bibliotheken worden gecreëerd. 4. Implementatie van validatietests, experimentele metingen en wiskundige Monte Carlo simulaties voor verschillende toepassingen, belangrijke nuclides, geometriëen van monsters, dichtheden en detectorefficiënties. 5. Implementatie van een calibratiemethode gebruikmakend van "Peak-to-Total" detectorefficiënties of "LS" calibratie-curves om de TCS correcties af te leiden 6. Implementatie van één of meer algoritmes en specifieke TCS bewuste nuclidebibliotheken voor TCS correcties in de generieke gammaspectrometrie en analysesoftware – bGAMMA Zie "Technisch voorstel voor VLAIO "Innovatie-mandaat" (fase II): "Ontwikkeling van methodologieën en algortimes voor cascade somcorrecties in gammaspectrometrie", voor verdere mijlpalen en prestatieindicatoren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Op weg naar de ontdekking of het uitsluiten van neutrino oscillaties op korte afstand met het SoLid experiment. 01/01/2017 - 31/12/2020

Abstract

Onze huidige kennis van de elementaire bouwstenen van de materie en hun onderlinge interacties in vervat in het Standaard Model van de elementaire deeltjes fysica. Binnen deze theorie hebben de neutrino's uiterst merkwaardige eigenschappen. Decennia van experimentatie hebben aangetoond dat neutrino's een zeer kleine massa hebben. Omwille van hun kleine massa, kunnen de drie gekende neutrino 'flavors' oscilleren van de ene sort naar de andere, een puur quantum mechanisch effect dat zich op macroscopisch grote afstanden manifesteert. Oscillaties tussen de drie gekende soorten worden waargenomen op afstandsschalen van typisch meerdere tot honderden kilometer. Gedurende de laatste jaren werden er echter deficieten in de geobserveerde neutrino fluxen gemeten op afstanden korter dan 100m van de productiebron (typisch een kernrecator of een radioactieve beta straler). Dit fenomeen is niet compatible met het huidige 3 neutrino paradigm en kan een aanwijzing zijn van een oscillatie naar een vierde soort, hetgeen manifest onmogelijk is binnen het huidige Standarad Model. Het doel van recente meutrino oscillatie experimenten is dan ook om deze hypothese verder te testen. Een van de meest veelbelovende experimenten in deze sort is het SoLid experiment, dat wordt opgebouwd bij de BR2 reactor van het SCK-CEN in Mol. De technologie steunt op het gebruik van plastic scintillator voxels uitgerust met 6Li neutron gevoelige lagen. De technologie is gedurende het laatste jaar grondig getest via demonstrators en prototypes en er wordt momenteel gebouwd aan een 5-voudige opschaling van het laatste prototype. In dit onderzoeksproject willen we gegevens vergaren met de nieuwe SoLid detector, om binnen en periode van 4 jaar een sluitend antwoord te geven op het al dan niet bestaan van een vierde, steriele neutrino sort.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Silicon Tracker Endcap ter verbetering van CMS-experiment bij de LHC in CERN. 15/07/2016 - 31/12/2022

Abstract

Gemotiveerd door onze wetenschappelijke nieuwsgierigheid verkennen we zowel de grootste als de kleinste structuren in het universum. Met zijn omtrek van 27 km, laat de Large Hadron Collider in CERN protonen botsen bij de hoogste energieën. Hiermee bestuderen we de meest fundamentele bouwstenen van de materie. De recente ontdekking van het Higgs deeltje door de ATLAS en CMS experimenten werd internationaal bejubeld. De wereldwijde deeltjesfysica gemeenschap ziet de detailstudie van het Higgs deeltje alsook de zoektocht naar tot nog toe onbekende fenomenen in de proton botsingen als top prioriteit. Vanaf 2026 zal de High-Luminosity LHC in CERN tot 10 keer meer gegevens verzamelen. Om dit mogelijk te maken zijn nieuwe detectorsystemen nodig. De Belgische experimentele deeltjesfysici hebben de ervaring en zijn gemotiveerd om hun onderzoek en leiderschap in het CMS experiment verder te zetten. Dit Hercules project omvat de constructie van een innovatieve Tracker Endcap, wat een van de meest cruciale systemen is binnen het CMS experiment. Dit instrument zal de basis zijn van ons onderzoek voor de komende twee decennia.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

CosPa: een onderzoeksnetwerk in kosmodeeltjesfysica. 01/01/2015 - 31/12/2019

Abstract

Cosmodeeltjes fysica is een nieuwe fundamentele onderzoeksdiscipline die ontstaan is aan het einde van de 20e eeuw. Zij bestudeert de verbanden tussen de natuurfenomenen die zich afspelen op de grootste mogelijke afstandsschalen in ons Heelal en de kleinst mogelijke afstanden binnen de structuur van kerndeeltjes. Zij vormt op die manier een multi-disciplinair onderzoeksveld die de deeltjes fysica, kosmologie, algemene relativiteit en astrofysica met elkaar verbindt. Dit onderzoeksnetwerk heeft als doel de expertise te bundelen die aanwezig is in Belgie door middel van uitwisseling van onderzoekers, samenkomsten en colloquia en contacten met internationale excellentie centra.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar steriele neutrinos bij de Belgische BR2 reactor. 01/01/2015 - 31/12/2018

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

SoLid. 01/05/2014 - 30/04/2020

Abstract

De zoektocht naar steriele neutrino's kadert binnen het fundamenteel onderzoek naar elementaire deeltjes en hun wisselwerkingen. Met SoLid is een internationaal consortium opgericht van 11 onderzoekscentra verspreid over Europa en de Verenigde Staten. Samen ontwikkelen en exploiteren zij een nieuw soort neutrinodetector vlakbij de kern van de BR2 onderzoeksreactor van het SCK-CEN in Mol. Met het instrument wordt gezocht naar neutrino-oscillaties over zeer korte afstanden, een fenomeen dat meer inzichten kan opleveren over het bestaan van nieuwe soorten neutrino's en donkere materie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

R&D voor een hoge luminositeitsdetector voor het CMS experiment aan de LHC. 01/01/2014 - 31/12/2017

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar een licht Brout-Englert-Higgs boson met behulp van de matrix elementen methode. 01/10/2013 - 30/09/2015

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Realisering van netwerkactiviteiten in het domein van "multiple partonic interactions (MPI)". 15/03/2013 - 14/03/2016

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds Belspo. UA levert aan Belspo de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het CMS experiment bij de Large Hadron Collider te CERN. 01/01/2013 - 31/12/2018

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Experimentele verificatie van elektrozwakke symmetrie breking met de Large Hadron Collider. 01/01/2013 - 31/12/2016

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Een ontwerpproces voor parallelle dataverwerking in embedded systemen. 01/01/2013 - 31/12/2014

Abstract

In het toepassingsdomein van embedded systemen is er nood aan ontwerptechnieken voor parallelle dataverwerking in FPGA's. In dit project zal, aan de hand van een case studie rond patroonherkenning, een ontwerpproces worden ontwikkeld met behulp van een high-level synthesis tool. Dit zal leiden tot nieuwe generieke inzichten in het ontwerpproces voor FPGA-code, alsook tot het efficiënter ontwikkelen van algoritmes te gebruiken binnen experimenteel onderzoek in de deeltjesfysica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Fundamentele Interacties: theorie, fenomenologie en experiment (F-I.be). 01/10/2012 - 31/12/2017

Abstract

Fundamentele interacties bevatten de elektrozwakke en sterke wisselwerking en de zwaartekracht (en hun mogelijke uitbreidingen). De studie van deze krachten is gericht op inzicht van de mechanismen der natuur op het meest fundamentele niveau, maar voedt daarnaast ook ons begrip van het heelal en de evolutie daarvan, door werk aan de frontlinie van de huidige kennis. Deze zoektocht gebruikt de meest krachtige experimentele instrumenten (zoals de Large Hadron Collider op CERN) en innovatieve observatiemethoden (in het bijzonder in de context van de zoektocht naar donkere materie en multi-messenger astro- en kosmische deeltjes).. Het uiteindelijke doel van het project is het verbeteren van ons begrip van fundamentele interacties.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar een Higgs-deeltje in vectordeeltjesfusies in de LHC en ontbinding in b-quarks. 01/10/2012 - 31/12/2012

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar een licht Brout-Englert-Higgs boson met behulp van de matrix elementen methode. 01/10/2011 - 30/09/2013

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van proton-proton wisselwerkingen bij een massamiddelpuntsenergie van 7 TeV met de CMS detector bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2011 - 31/12/2014

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van µTCA als een nieuwe standaard in het ontwerpen van FPGA-gebaseerde ingebedde systemen. 01/01/2011 - 31/12/2012

Abstract

TERA-Labs, een overkoepelende onderzoeksgroep van de Karel De Grote Hogeschool, gespecialiseerd in Embedded Systems, datacommunicatie and ICT wil gezamenlijk met de Elementaire Deeltjes Fysica (EDF) groep van de Universiteit Antwerpen hoog-performante gedistribueerde FPGA-gebaseerde data acquisitiesystemen ontwerpen, gebaseerd op de nieuwe µTCA technologie. Dit onderzoek moet uitgroeien tot een expertise platform rond hard- en software co-design van complete data acquisitie systemen met toepassingen in het puur wetenschappelijk onderzoek en in de industriële automatisatie en regeltechniek.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van de zware-quarkinhoud van het proton met de CMS-detector bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Dit projectvoorstel beoogt de studie van de zware-quarkinhoud van het proton via de meting van deeltjesjets geïnitieerd door een bottom quark samen met een Z boson in proton-proton botsingen, gebruik makend van de CMS detector bij de Large Hadron Collider. We stellen voor om de verkregen resultaten te vergelijken met theoretische voorspellingen op basis van verschillende factorisatie-schema's in perturbatieve quantum-chromodynamica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Commissioning van de reconstructie, trigger en simulatie methoden ontwikkeld voor de CMS detector door middel van de eerste laag energetische protonbotsingen. 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Het op punt stellen van de werking van de opgebouwde CMS detector en de technieken om de proton botsingen te reconstrueren, is primordiaal voor een succesvolle exploitatie van de CMS detector bij de LHC te CERN. De laag energetische protonbotsingen die in 2009 en 2010 geregistreerd worden, zullen we gebruiken om zowel de verschillende subdetectoren te calibreren en om de performantie van diverse trigger-, simulatie- en reconstructietechnieken te bestuderen. Hiervoor gaan we uit van onze gecombineerde kennis van de detector en de fysica fenomenologie verworven via andere FWO projecten. Samen met deze andere projecten vormt dit project een natuurlijk en coherent geheel om tot een optimale exploitatie van de CMS detector te komen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Bijdrage tot de bouw van het voorwaarts Muon RPC detectie systeem voor het CMS experiment nabij de LHC te CERN. 01/01/2009 - 31/12/2012

Abstract

Het Compact Muon Solenoïde experiment heeft bewust de nadruk gelegd op de detectie en identificatie van muonen, de enige geladen penetrerende deeltjes die we kennen. Bij de LHC zal de botsingsfrequentie 40 MHz bedragen hetgeen, bij de nominale luminositeit van 10^34cm-2s-1, overeen komt met 800 miljoen proton-proton botsingen per seconde. Om de 25 nsec worden aldus een duizendtal deeltjes uitgezonden in het hart van de CMS spectrometer. In minder dan 3 ¿sec (de trigger latency) dient een eerste niveau voorselectie (trigger) deze hoeveelheid terug te brengen tot ongeveer 100 kHz zonder potentieel interessante botsingen te verliezen voor verdere analyse. Bij deze taak, zonder dewelke het onderzoeksprogramma onmogelijk is, staat het muon detectiesysteem centraal. De bouw van het voorwaarts RPC systeem van CMS voor de eerste fase nadert zijn voltooiing en omvat 432 detectors. Alle gas gaps werden gebouwd en getest in Seoul waar een gas gap productie eenheid werd opgebouwd als alternatief voor de firma GT in Italië die tot dan het wereldmonopolie bezat voor deze taak en waar de RPC werden gebouwd voor L3, Babar, ATLAS en de CMS "barrel". Station 1 (144 RPC's) werd te CERN vervaardigd en getest met behulp van mankracht uit China. Stations 2 en 3 (288 RPC's) werden in Islamabad geassembleerd en te CERN getest. Voor het finale testen van de RPC's voor de CMS "endcaps", werd in CERN een kosmische hodoscoop opgebouwd waarin tot 10 RPC's gelijktijdig getest kunnen worden. Deze infrastructuur blijft voor de uitbouw van het voorwaarts RPC systeem operationeel. Intussen werden alle 432 kamers op het CMS juk gemonteerd en terug getest. De afwerking van het voorwaarts RPC systeem voor fase 2 vereist de bouw van 288 bijkomende RPCc's voor ! "1.6 en 180 RPC's voor 1.6 " ! " 2.1. De gas gap productie zal in Seoul verder gezet worden, terwijl detector assemblage in China, Pakistan, Indië en Belgie zou gebeuren. Het finale testen van het geleverd systeem zou verder in de CERN kosmische hodoscoop gebeuren. Zoals hoger vermeld wordt de kost voor afwerking van het voorwaarts RPC systeem op 6 MCHF geraamd en streeft men naar een gelijke verdeling tussen de partners hetgeen voor Vlaanderen ca. 1MCHF zou betekenen. In de praktijk zouden honderdzestig RPC kamers gebouwd worden te Gent en Brussel, terwijl Antwerpen zich zal toeleggen op de uitleeselectronica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Exploratie van de lichte Higgs boson sector met de LHC. 01/07/2008 - 30/06/2013

Abstract

Het Higgs mechanisme en het daarbij behorende Higgs boson is een van de enigma's van de laatste decennia in het elementair deeltjesonderzoek. Indirecte metingen wijzen erop dat, indien het Standaardmodel van de elementaire deeltjes standhoudt, het Higgs deeltje lichter is dan 144 GeV met een vertrouwensinterval van 95%. Ook minimale supersymmetrische uitbreidingen van het Standaard Model vereisen een licht neutral Higgs deeltje. Directe metingen bij de LEP versneller van CERN hebben Higgs deeltjes met een massa die lager is dan 114 GeV reeds uitgesloten. Het CMS (Compact Muon Solenoid) experiment bij de Large Hadron Collider van het CERN laboratorium heeft het potentieel om een licht neutral Higgs deeltje te ontdekken indien het vervalt in een paar van fotonen. Het voorspelde Higgs deeltje vervalt echter in de meeste gevallen (9B%) in een paar b-quarks, hetgeen experimenteel erg moeilijk te onderscheiden is van tal van achtergrondprocessen. In dit voorstel willen we dit verval van het Higgs boson naar b-quarks bestuderen door middel van geassocieerde productie met top quarks: ttH->bbWWbb. Een combinatie van de aanwezigheid van b-quarks en geïsoleerde leptonen uit het W verval zullen toelaten dit proces te onderscheiden van achtergrond en is een van de weinige manieren om Higgs verval naar b quarks te bestuderen (naast diffractieve productie en het vector boson fusie proces). De complexe topologie van deze eindtoestand vergt een lage termijn engagement en zal ook toelaten nagenoeg alle componenten van CMS experiment te benutten en te begrijpen. Het onderzoek is ook complementair t.o.v. reeds bestaande activiteiten in de onderzoeksgroep waarbij men het vervalkanaal van een neutrale Higgs naar twee vector bosonen bestudeert: H->WW, hetgeen meer gevoelig is voor intermediaire tot zware Higgs deeltjes met een massa groter dan 135 GeV.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Productie van gravitonen in het ADD-model met macroscopische extra ruimtedimensies. 01/06/2008 - 30/09/2010

Abstract

Met behulp van de CMS detector bij de LHC versneller van het Europees laboratorium voor deeltjesonderzoek, CERN, zullen we eindtoestanden van proton-proton botsingen met een energie van 14 TeV bestuderen. Een van de resulterende eindtoestanden bestaat uit een gecollimeerde deeltiesstroom en een grote hoeveelheid ontbrekende energie en is gevoelig aan mogelijke nieuwe fenomenen gerelateerd aan de productie van gravitonen die propageren binnen gecompactifieerde extra ruimtelijke dimensies.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van proton-proton interacties in het CMS-experiment bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2007 - 31/12/2010

Abstract

Dit project heeft als doel de gegevens te analyseren die verzameld zullen worden met de CMS-detector bij de LHC-versneller. Het behelst voornamelijk het onderzoek naar de top-quark en naar zgn. "diffractie en voorwaartse fysica". Hiertoe zal bijgedragen worden tot de uitbouw van een Belgisch TIER-2 GRID rekencentrum.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van diffractieve gebeurtenissen met de Very Forward Proton Spectrometer (VFPS) van het H1 experiment. 01/10/2003 - 30/04/2004

Abstract

Gedurende de laatste jaren kent de studie van diffractieve verstrooiing een ware heropleving. De uiterst gevarieerde experimentele programma's van huidge hadron versnellers zoals HERA en TEVATRON, samen met toekomstige versnellers zoals de LHC te CERN, bieden tal van nieuwe uitdagingen voor zowel theoretisch als experimenteel onderzoek op dit gebied. Diffractieve gebeurtenissen kunnen beschouwd worden als een subklasse van inelastische verstrooiingsprocessen waarbij één van de interagerende deeltjes de wisselwerking overleeft: A + B à A + X. Het H1 experiment bij de HERA versneller in het Duitse onderzoekscentrum DESY in Hamburg, waarmee de onderzoeksgroep elementaire deeltjes van de UA verbonen is, is gedurende het afgelopen jaar aanzienlijk uitgebouwd. De very forward proton spectrometer (VFPS), mede ontwikkeld door onze groep en ondermeer gefinancieerd met kredieten van het FWO, is hiervan een belangrijk onderdeel. Deze VFPS detector is complementair aan de bestaande proton spectrometer van H1 en heeft in tegenstelling tot het bestaande systeem een zeer hoge acceptantie en de mogelijkheid tot precieze calibratie. Tal van diffractieve processen, zoals di-jet productie, open charm en vector meson productie, zijn reeds met de bestaande H1 detector gemeten, zij het met beperkte statistiek en contaminatie door proton-dissociatie achtergrond. De nieuwe VFPS detector zal, in combinatie met een luminositeitsupgrade van de HERA versneller, bijdragen tot een nauwkeuriger meting van deze processen. Het ligt dan ook binnen de verwachtingen dat, in samenloop met nieuwe theoretische vooruitgang, nieuwe inzichten zullen worden verworven over de dynamica van diffractie binnen het kader van het quantum-chromodynamica formalisme. De ingebruikname van de nieuwe apparatuur en het verwerven van de eerste gegevens is gepland voor het einde van dit jaar.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Bepaling van eigenschappen van het W-boson in e+e- interacties. 01/10/2000 - 30/09/2002

Abstract

Gebruik makend van de grote statistiek van e+e- interacties bij hoge energie van de LEP-versneller in CERN, Geneve, met de DELPHI-detector, zullen vervaleigenschappen van het W-boson gemeten worden, meer i.h.b. de gemiddelde geladen multipliciteit, de massa en breedte van de W, alsook correlaties tussen de vervalproducten. I.h.b. zullen Bose-Einstein correlaties gemeten worden en zal gespeurd worden naar mogelijke effecten van kleur-reconnecties.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Project type(s)

    • Onderzoeksproject

    Bepaling van eigenschappen van het W-boson in e+e- interacties. 01/10/1998 - 30/09/2000

    Abstract

    Gebruik makend van de grote statistiek van e+e- interacties bij hoge energie van de LEP-versneller in CERN, Geneve, met de DELPHI-detector, zullen vervaleigenschappen van het W-boson gemeten worden, meer i.h.b. de gemiddelde geladen multipliciteit, de massa en breedte van de W, alsook correlaties tussen de vervalproducten. I.h.b. zullen Bose-Einstein correlaties gemeten worden en zal gespeurd worden naar mogelijke effecten van kleur-reconnecties.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

      Project type(s)

      • Onderzoeksproject