Boeken

Monday, November 5, 2012

Watch my TEDx-Delft performance "The one thing computers and robots will never be able to do"

Friday, October 19, 2012

Totaalvoetbal op wielen

Na vier verloren WK-finales won het Tech United-team van de TU Eindhoven op 23 juni 2012 in Mexico eindelijk het wereldkampioenschap robotvoetbal. In 2013 wordt de titel in eigen huis verdedigd. 



Dit artikel is gepubliceerd in I/O Magazine (september 2012) van het ICT-onderzoek Platform Nederland (IPN)

Een paar weken na de met 4-1 gewonnen WK-finale staan twee van de Eindhovens voetbalrobots al weer op het trainingsveld bij de faculteit werktuigbouwkunde. Ze zijn aan de buitenkant gehavend. Door het transport van Mexico Stad naar Eindhoven? “Nee”, zegt masterstudent werktuigbouwkunde Robin Soetens. “Onze Iraanse robottegenstanders in de finale waren per stuk bijna vijf kilo zwaarder. Dat maakt ze logger in bewegingen, maar ook sterker in het fysieke contact. En bij dat fysieke contact hebben onze robots enkele deuken opgelopen.” Soetens zet de twee robots aan, laat ze samenspelen en afwerken op een leeg doel. De bal vliegt er met groot gemak keer op keer in.

De voorbereiding op titelprolongatie is al weer begonnen. Technisch manager van Tech United, werktuigbouwkundige dr. René van de Molengraft, komt net terug van een brainstormsessie over de komend jaar te volgen strategie. De huidige WK-titel noemt hij ‘dik verdiend’. “Eigenlijk hadden we in 2010 al moeten winnen. We domineerden toen het hele toernooi, maar in de finale liet de hardware ons in de steek. In de afgelopen twee jaar zijn we er in geslaagd om de hardware robuust te maken en de software naar een hoger plan te tillen. Dit jaar hebben we voor het eerst de afspeelpass als wapen geïntroduceerd. Vroeger zag je robots alleen lange solo’s uitvoeren. Een nieuwe spelregel verbiedt het sinds dit jaar echter dat een speler over de middellijn dribbelt.”

Halverwege het afgelopen WK begon het samenspel bij Tech United na enkele softwareaanpassingen goed te lopen. En dat leidde tot prachtig samenspel en slim voetbal. De teamleider van Portugal kwam zelfs met tranen in de ogen aan Van de Molengraft vertellen hoe mooi hij het Nederlandse spel vond. “Wij willen niet alleen maar winnen”, zegt de technisch manager. “Net als bij het grote Oranje willen wij dat ook met mooi voetbal doen. Ik zeg wel eens dat wij de robotvariant van totaalvoetbal spelen.”

Is Van de Molengraft wel eens verbaasd over de voetbalkunsten van zijn robotspelers? “Nou en of. Ik heb een keer een Zinedine Zidane-achtige passeerbeweging van een van onze robots gezien. Hij dribbelde met de bal aan de voet. Een tegenstander kwam op hem af. Onze robot draaide tijdens de dribbel om zijn as, ontweek de tegenstander en speelde zichzelf vrij. Eigenlijk spelen twee stukken software die elkaar niet kennen tegen elkaar. Dat leidt tot emergent gedrag dat wij van te voren niet kunnen voorspellen. Het gedrag van de robot hangt af van wat de tegenstander doet.”

Voor Van de Molengraft zijn voetballende robots geen doel op zichzelf. Ze zijn een brug van robots die in een totaal voorspelbare fabrieksomgeving voorgeprogrammeerde taken uitvoeren − zoals al decennialang gebeurt − naar robots die in een onvoorspelbare omgeving multifunctioneel inzetbaar zijn − zoals Van de Molengraft de toekomst voor zich ziet. “De kennis die we met het robotvoetbal opdoen, dragen we ook over naar bijvoorbeeld onze zorgrobot AMIGO. Dat geldt zowel voor de kennis over het fysiek van de robot, als voor kennis op het cognitieve niveau: het navigeren, het vermijden van obstakels en het bouwen van een wereldbeeld.”

De grootste wetenschappelijke uitdaging bij het slaan van een brug tussen opereren in een gestructureerde omgeving en opereren in een ongestructureerde omgeving, ligt op het conceptuele niveau. Hoe kan een robot bijvoorbeeld niet alleen één bepaald soort kopje hanteren, maar elk soort kopje dat wij als zodanig herkennen? Dus met of zonder oortje, rond of rechthoekig, smal of breed, met of zonder inhoud. Van de Molengraft: “Hoe kan de robot het concept ‘kopje’ vormen en dat succesvol toepassen op elk nieuwe soort kopje? Wij mensen kunnen met de ogen dicht een kopje oppakken en naar de mond brengen, omdat we een heleboel voorkennis over de wereld hebben. De grote vraag is hoe robots eenzelfde soort voorkennis kunnen opbouwen.”

Om die brug te slaan, is RoboCup Soccer in de afgelopen jaren uitgebreid met nieuwe competities die zijn gericht op maatschappelijk nuttigere taken dan voetballen. Zo voeren robots in RoboCup Rescue reddingsoperaties uit en in RoboCup@Home huishoudelijke taken. Een belangrijke spin-off van RoboCup is dat de competities studenten enthousiast maken voor robotica-onderzoek. Van de Molengraft: “Dankzij RoboCup trekken we studenten uit diverse disciplines: werktuigbouwkunde, natuurkunde, biomedische techniek en informatica. Ook trekken we studenten die aan een andere universiteit hun bachelor hebben gehaald en aan de TU/e hun master willen doen.”

Alle binnen RoboCup ontwikkelde software is open source, waardoor de kennis zo goed mogelijk wordt gedeeld, uitgebreid en verbeterd. Een geheel nieuwe ontwikkeling, los van RoboCup, maar cruciaal voor de robot van de toekomst, is het Europese project RoboEarth. RoboEarth is een soort World Wide Web voor robots waar ze informatie kunnen delen om van elkaar te kunnen leren over hun gedrag en omgeving. Van de Molengraft: “Het ultieme doel is dat je in de toekomst een robot koopt die maar een beperkt aantal basisfuncties heeft. Als je hem vraagt om een nieuwe taak uit te voeren, dan zoekt hij via RoboEarth op hoe andere robots die taak al hebben gedaan. Die kennis gebruikt hij dan alsof het zijn eigen ervaring is.”




[Kader:]
De fijne kneepjes van het robotvoetbal 

RoboCup Soccer begon in 1997 in het Japanse Nagoya met een competitie voor kleine robots. Die competitie heet nu de Small Size League. Later zijn daar nieuwe competities bij gekomen: Simulation (computersimulaties van voetballende robots in twee en drie dimensies), Middle Size (tot een meter hoog), Standard Platform (waarbij elk team hetzelfde robotplatform gebruikt, bijvoorbeeld NAO-robots) en Humanoid (robots met een mensachtig uiterlijk variërend van veertig centimeter groot tot menselijke grootte).

Het Eindhovense team van Tech United is dit jaar wereldkampioen geworden in de Middle Size League. Hierin spelen twee teams van elk vijf robots tegen elkaar met een officiële FIFA-voetbal. Elk team bestaat uit vier veldspelers en een keeper. De veldspelers mogen maximaal veertig kilogram wegen. Elke speler ziet er uit als een soort kegel op drie wieltjes en rijdt maximaal vier meter per seconde. Twee aparte wieltjes aan de onderkant fungeren als de voeten die de bal mogen spelen. Omdat de bal niet mag worden vastgeklemd tussen de wieltjes, draaien ze allebei rond. Met een schietmechanisme kan de bal worden afgespeeld naar een medespeler of op doel worden geschoten. Afspelen naar een medespeler gebeurt voorlopig alleen nog over de grond. Schieten op doel gebeurt gebeurt wel al door de lucht.

Elke robot heeft een eigen computer en neemt zelfstandig beslissingen. De Eindhovense robot kan 360 graden om zich heen kijken via een camera die gericht staat op een ondersteboven hangende parabolische spiegel. Daarmee ziet de robot scherp tot ongeveer zes meter om zich heen. Nog verder om zich heen kijken zou de snelheid van de beeldverwerking te veel afremmen. Omdat het speelveld twaalf bij achttien meter meet, ziet elke robot dus alleen maar een deel van het totale veld. Hij speelt als het ware in de mist. Dat probleem wordt opgelost doordat de robots onderling communiceren via een WiFi-verbinding. Zo vormt elke robot een beeld van waar hij zelf staat, waar de bal is en waar de mede- en tegenspelers staan.

De vier veldspelers zijn identiek, maar op elk moment spelen er twee de rol van aanvaller en twee de rol van verdediger. Wie verdedigt en wie aanvalt, hangt van de spelsituatie af. De hoofdaanvaller is de speler die de bal heeft. Hij kan de bal eventueel afspelen naar de assistent-aanvaller. De hoofdverdediger probeert de bal van de tegenstander te onderscheppen en wordt geassisteerd door een assistent-verdediger. Elke wedstrijd duurt tweemaal vijftien minuten en staat onder leiding van een menselijke scheidsrechter, die bij te ruw spel ook gele en rode kaarten kan trekken.

Internet
Het Eindhovense RoboCup-team Tech United:
www.techunited.nl/
RoboCup:
www.robocup.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/RoboCup
Van 24 tot 30 juni 2013 vindt RoboCup plaats in Eindhoven:
www.robocup2013.org/

Geografische data als nieuwe grondstof

Een belangrijk speerpunt uit de Digitale Agenda Nederland is het beschikbaar stellen van data die de overheid heeft verzameld. Geografische data zijn daarvan een belangrijk deel. De overheid voert actief beleid om bedrijven te stimuleren om met die open geodata nieuwe producten en diensten te ontwikkelen. 


Dit artikel is gepubliceerd in I/O Magazine (september 2012) van het ICT-onderzoek Platform Nederland (IPN)

De wereldbevolking groeit tussen nu en 2040 naar verwachting van zeven naar negen miljard mensen. Nog meer mensen zullen op hetzelfde landoppervlak aan hun eten en drinken moeten zien te komen. In sommige gebieden wordt het daarom dringen om het schaars beschikbare water. Hoe kan elke wereldburger dan toch nog steeds genoeg te eten en drinken krijgen? Dat kan wanneer de voedselopbrengst per liter verbruikt water toeneemt. Het Nederlandse bedrijf eLEAF ontwikkelt informatieproducten die boeren helpen om precies dat voor elkaar te krijgen.

In digitale kaarten legt het bedrijf gedetailleerd ruimtelijk vast hoe de actuele waterconsumptie, de waterbehoefte van gewassen en de potentiële gewasopbrengst zich ontwikkelen. Deze kaarten vormen de invoer voor zogeheten ‘instructiekaarten’ die door de boordcomputer van een tractor worden gebruikt voor het automatisch aansturen van landbouwmachines. Het resultaat is een duurzamere productie tegen lagere kosten. Verschillende bedrijven leveren gespecialiseerde diensten op basis van deze informatieproducten.

eLEAF is een voorbeeld van een bedrijf dat geografische gegevens die vrij door overheden beschikbaar zijn gesteld gebruikt en aanvult om er nieuwe waardevolle producten mee te creëren. In dit voorbeeld gaat het om data afkomstig uit het Nationale Satellietdataportaal. Het mes snijdt aan twee kanten. Het bedrijfsleven profiteert van de gegevens die de overheid gratis beschikbaar stelt. En de overheid ziet beleidsdoelstellingen dichterbij komen, in dit geval het versterken van duurzame landbouw.

In navolging van de Verenigde Staten en Groot-Brittannië is het vrij beschikbaar stellen van overheidsdata een speerpunt van de Nederlandse overheid. Dat speerpunt is vastgelegd in de Digitale Agenda Nederland. Frans Lips, senior beleidsmedewerker geo-informatie van het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie (EL&I): “Het basisidee is dat de overheid gegevens die met belastinggeld zijn betaald gratis of tegen verstrekkingskosten beschikbaar stelt zodat de private sector ze kan gebruiken om nieuwe producten en diensten te ontwikkelen. Open geodata stimuleren de innovatie. Ook de overheid profiteert: door nieuwe economische activiteit stijgen de belastinginkomsten. Daarnaast kan de markt nieuwe producten of diensten ontwikkelen waarmee de overheid efficiënter kan gaan werken. Het Open Data beleid van de overheid mag dus best iets kosten.”

In Nederland zijn het de gemeenten, de provincies, de rijksoverheid en kennisinstellingen zoals TNO, het KNMI en het RIVM die grote hoeveelheden geo-informatie verzamelen. Die data zijn meestal bijproducten van overheidsbeleid. Zo verzamelt het kadaster in Nederland al een kleine twee eeuwen geografische informatie over de afmetingen en het gebruik van grond.

Deze traditionele landmetingen zijn in de afgelopen decennia aangevuld met nieuwe vormen van geodata, zoals lucht- en satellietfoto’s. Landbouwers kunnen satellietgegevens gebruiken voor het optimaal besproeien van gewassen. Gemeenten kunnen verzakkingen van gebouwen of zelfs wijken dankzij geodata tot millimeters nauwkeurig in kaart laten brengen. En door het in kaart brengen van de verspreiding van waterplanten kan zowel de waterrecreant als de scheepvaart tijdig worden gewaarschuwd. De mogelijkheden om open geodata nuttig te gebruiken lijken eindeloos.


Creatieve apps 

In het gebruik van open geodata lopen nu nog de wetenschappers voorop. Arnold Bregt is hoogleraar geo-informatiekunde aan de Wageningen Universiteit: “Wij spelen eigenlijk vier rollen bij open data. Wij zijn gebruikers, producenten, onderzoekers en ook voorvechters van open data. Onze afstudeerstudenten gebruiken massaal open geodata. Een van hen is bijvoorbeeld nagegaan in hoeverre je met open data een hydrologisch model van Nederland kunt maken. Dat bleek voor 85 procent te lukken. Dat laat zien dat we al ver zijn gevorderd met het gebruik van open data. Daarnaast doen wij ook onderzoek naar de effecten van open data op de maatschappij, op producenten en op de interactie daartussen.”

Open data zijn hot. Maar hoe zit het met het gebruik van open geodata door de particuliere sector? “Open Data zijn een betrekkelijk nieuw fenomeen”, zegt Frans Lips. “Ondernemers en applicatiebouwers zijn niet zomaar bekend met de beschikbaarheid en de mogelijkheden van Open Data. We staan aan het begin van een nieuwe ontwikkeling. Hier en daar zien we al mooie successen. Zo hebben twee kleine innovatieve startups, Arcate en Innoview, een app ontwikkeld die boeren waarschuwt wanneer zij te dicht met hun landbouwmachines in de buurt van weidevogelnesten komen. De data komt van Stichting Landschapsbeheer Nederland. De app biedt belangrijke maatschappelijke toegevoegde waarde. Een volgende stap is het ontwikkelen van nieuwe verdienmodellen op basis van Open Data. Hiervoor is vertrouwen en samenwerking nodig: vertrouwen dat de overheid continuïteit biedt in het Open Data-beleid en creatieve ondernemers met bereidheid tot investeringen. Dan gaat de motor lopen en ontstaat nieuwe economische activiteit.”

Hoogleraar Arnold Bregt onderscheidt de algemene toepassingen, die voor iedereen nuttig zijn, zoals Google Maps, Open Street Map of Buienradar, en domeinspecifieke toepassingen. Bregt: “Het laaghangende fruit is nu wel geplukt. Dat zijn de algemene toepassingen. De volgende stap is het ontwikkelen van domeinspecifieke toepassingen. Zo’n domeinspecifieke toepassing is bijvoorbeeld de tractor die is omgetoverd tot een rijdende robot. Het idee is dat een tractor geo-informatie gebruikt om gedoseerd en locatiespecifiek kunstmest te strooien. Dat is goedkoper voor de boer en tegelijkertijd beter voor het milieu.”



Privacy versus openheid
Senior beleidsmedewerker geo-informatie Frans Lips geeft aan dat de lokale, provinciale en rijksoverheid al veel doen, maar dat veel nog los van elkaar staat. Lips: “Voor de buitenwereld is het vaak nog ondoorzichtig hoe het zit met het beheer en de kwaliteit van de data. De uitdaging voor ons als ministerie is om vraag en aanbod beter op elkaar af te stemmen. Momenteel voeren wij een inventarisatie uit naar databronnen die zich lenen om als open data beschikbaar te stellen. In het najaar gaan we met overheidspartners en het bedrijfsleven een stimuleringsprogramma opzetten. Dit plan wordt wat mij betreft een onderdeel van de nieuwe nationale beleidsagenda voor geo-informatie, die in het najaar wordt opgesteld.”

De overheid beschikt over veel geodata. Kan alles dan zomaar openbaar worden gemaakt? Nee, niet automatisch. Bij de vraag welke data wel en niet openbaar worden gemaakt treedt een spanningsveld op tussen privacy en openheid. Lips: “Aan de ene kant moet de overheid de privacy van de burger garanderen en aan de andere kant geeft de Wet Openbaarheid Bestuur de burger het recht om bepaalde overheidsgegevens in te zien.” Niet altijd is makkelijk te zien wanneer de privacy wordt geschonden, vult Arnold Bregt aan: “Het kan bijvoorbeeld zijn dat de datasets A en B afzonderlijk de privacy van de burger niet schenden, maar dat het combineren van A met B de privacy wel schendt. Dat moet dus goed worden onderzocht.”

De stap van het bezitten van veel data naar het efficiënt beschikbaar maken ervan is minder triviaal dan het lijkt. “Dat stelt de informatica voor tal van uitdagingen”, aldus Bregt. “Het snel kunnen omgaan met grote hoeveelheden data is er daar maar een van. Het weten om welke data het gaat en het omgaan met diffuse data is een andere uitdaging. Daarnaast is het belangrijk om data effectief te kunnen visualiseren en om slimme gebruikersinterfaces te bouwen. In de toekomst komt daar ook nog de koppeling aan sensornetwerken bij. We zien een verschuiving van het eens in de zoveel tijd monitoren van bijvoorbeeld de sterkte van een dijk naar het continu monitoren.”

Langetermijninvestering
Hoe ziet de toekomst er voor de open geodata uit? Wat zijn haalbare doelen in de komende jaren? Frans Lips van het ministerie van EL&I: “Wat ons betreft werken we in de komende jaren toe naar een geïntegreerd Open geodatabeleid bij gemeente, provincie en rijk. Het tweede sleutelwoord is transparantie. En omdat er veel meer data beschikbaar zijn dan relevant is, moeten we, ten derde, het aanbod beter bij de vraag laten aansluiten. Ook moet de nationale geodata-infrastructuur robuust worden. Deze is nodig om een stabiel platform te bieden voor het publiceren van Open Data. En natuurlijk hebben we goed opgeleide, creatieve mensen nodig die de mogelijkheden oppakken.”

Voor Arnold Bregt staat de kwaliteit van de data voorop: “Je moet data niet als een tijdelijk project beschouwen, maar als een langetermijninvestering. Wanneer data niet worden bijgehouden zullen bedrijven er niet snel in investeren. Daarnaast hoop ik dat open data ook open blijven. Er bestaat steeds een spanningsveld tussen openheid aan de ene kant en privacy en aansprakelijkheid aan de andere kant. De angst om aansprakelijk te worden gesteld moet er niet toe leiden dat de kraan met open data later alsnog dicht wordt gedraaid. Ten slotte moet het gebruik van open data actief worden gestimuleerd. Open geodata hebben veel te bieden, maar innovatie gaat niet vanzelf.”

Ondanks het feit dat grootschalig gebruik van geodata door de particuliere sector nog in de kinderschoenen staat, ziet hoogleraar Arnold Bregt toch al positieve effecten ontstaan van het ontsluiten van geodata: “Geo-informatie was lang een eiland binnen de informatica. Maar inmiddels springen ook de niet-klassieke geo-bedrijven er op. Geo-informatietechnologie is algemene IT-technologie geworden. De exclusiviteit om om te gaan met data neemt af en dat is goed voor de innovatie.” 


[Kader:]

App-wedstrijden
Twee voorbeelden van het stimuleren van het gebruik van overheidsdata zijn de wedstrijden Apps for Amsterdam en Apps voor Nederland. Deze wedstrijden hebben als doel het ontwikkelen van een originele, gebruiksvriendelijke en maatschappelijke relevante mobiele app waar ook nog een markt voor is.

De wedstrijd Apps voor Nederland werd begin dit jaar gewonnen door het collectief Glimworm met hun app Vistory. Vistory toont historische beelden en films gerelateerd aan de specifieke locatie waar je je bevindt. Zo biedt de app een nieuwe manier om de Nederlandse geschiedenis te herbeleven precies op de plek waar die zich heeft voltrokken. De jury oordeelde over Vistory: “De app heeft een sterk educatief karakter, maar kan ook ingezet worden in bijvoorbeeld de toeristische sector. Daarnaast stimuleert Vistory participatie door gebruikers op te roepen zelf beelden toe te voegen en zo de dataset te verrijken.”

De tweede prijs ging naar de app ‘10.000 Scholen’ van het collectief FreshHeads. Deze app biedt gedetailleerde informatie over alle basis- en middelbare scholen in Nederland en is daarmee de eerste landelijke, mobiele scholenzoeker. Ouders en jongeren kunnen de app gebruiken om een beter geïnformeerde keuze te maken uit het grote onderwijsaanbod. De derde prijs ging naar de app Sola van Erik Romijn. Sola berekent of het plaatsen van een zonnepaneel op het dak van je huis al dan niet rendabel is.

De wedstrijd Apps for Amsterdam loopt nog tot 19 oktober 2012 en heeft tot doel om zoveel mogelijk data van de Gemeente Amsterdam toegankelijk te maken en te benutten. Veiligheid, mobiliteit, leegstand, energie, toerisme&cultuur en democratie zijn de centrale thema’s. Enkele voorbeelden van apps die al zijn ontwikkeld, zijn een kunstwandelroute-app, een parkeer-app, een huisvuil-app en een app die politieke debatten in kaart brengt.

Internet
www.appsvoornederland.nl/
www.appsforamsterdam.nl/

[Engelse samenvatting]

Inspired by American and British open data initiatives, the Dutch government has launched in 2011 a similar open data initiative: www.data.overheid.nl. The so called Digital Agenda Netherlands actively stimulates the unlocking, combining and visualizing of open data. For the moment the academic world is at the forefront of the use of open data. Scientists use open data in fields such as healthcare, water management, agriculture, criminality and history. The business sector is gradually catching up and discovering more and more the potential of open data. A large set of mobile apps are being developed, such as apps that help farmers to make their agriculture more sustainable or apps that give tourists a new dimension in visiting a city.

Internet
www.Data.overheid.nl
www.nationaalgeoregister.nl/geonetwork/srv/nl/main.home
www.maps4science.nl
www.spaceoffice.nl/nl/Satellietdataportaal
www.eleaf.com/
www.mijnakker.nl/

Thursday, October 11, 2012

Daniel Dennett on his two favourite scientists: Charles Darwin and Alan Turing


Philosopher Daniel Dennett gave a lecture about his two favourite scientists: Charles Darwin and Alan Turing at the conference Turing in Context in Brussels, October 10, 2012.

"Consciousness, free will and evolution form a trio."

"Of course we have free will. We can be autonomous and material at the same time."

"Darwin’s theory of evolution by natural selection unifies the world of physics with the world of meaning and purpose by proposing a deeply counterintuitive 'inversion of reasoning’ (according to a 19th century critic): ‘‘to make a perfect and beautiful machine, it is not requisite to know how to make it’’. Turing proposed a similar inversion: to be a perfect and beautiful computing machine, it is not requisite to know what arithmetic is. Together, these ideas help to explain how we human intelligences came to be able to discern the reasons for all of the adaptations of life, including our own."


Listen here to his lecture: .

Dennett even borrowed an example that I had used just before in my own lecture 'From Turing's Test to Turing's Tango': the human brain has a power consumption of 20 Watt, whereas supercomputer Watson, which beat the two best human players in the Jeopardy-quiz (2011), consumes 6 MW. That's 300.000 times as much as the human brain.

Saturday, October 6, 2012

Human and artificial intelligence at TEDx Delft

This is me performing at a great TEDx Delft on Friday October 5:








"Like an airplane flies in a different way than a bird, robots and computers are intelligent in a different way than humans. And there is nothing wrong with that."


"There is one thing computers and robots will never ever be able to do...And that is to evolve from the apes."




"Forget about the idea that computers and robots are going to rule the world. If we want to improve the world, we have to think more about the best possible cooperation between human and artificial intelligence. How can man and machine become the best pair of tango dancers?"


(Designed by Philip Stroomberg)

Here is a drawing of me made by De Jongens van de Tekeningen:


And watch here the unedited version of TEDx Delft: 'Never grow up'.



Tuesday, September 25, 2012

Turing in Nederland: lezingen, toneelstuk en film op 5 en 6 oktober

Nederland viert de honderdste verjaardag van de vader van de computer 


De vader van de computer, Alan Turing (1912-1954), zou dit jaar honderd jaar zijn geworden. Turing vond als eerste de universele rekenmachine uit. Deze machine vormt de basis van het huidige onderscheid tussen hardware en software en is fundamenteel voor al het moderne computergebruik.

Turing heeft niet alleen het theoretische model van de moderne computer uitgevonden, maar heeft ook een beslissende rol gespeeld in het decoderen van de Duitse Enigmacode in de Tweede Wereldoorlog. Verder was hij betrokken bij de constructie van de eerste Britse computers en formuleerde hij de beroemde Turingtest voor het nieuwe vakgebied van de kunstmatige intelligentie.

In 1952 werd hij gearresteerd voor “grove onfatsoenlijkheid” vanwege zijn homoseksualiteit. Homoseksualiteit was destijds een strafbaar feit in Engeland en Turing werd veroordeeld tot chemische castratie door middel van een behandeling met vrouwelijke hormonen. Twee jaar later pleegde hij zelfmoord. Pas in 2009 bood de Britse regering haar excuses aan voor deze verschrikkelijke behandeling.

Het eeuwfeest van deze grote geest wordt gevierd over de hele wereld, en in oktober ook in Nederland. Op vrijdag 5 oktober a.s. organiseert de Nederlandse Vereniging voor Logica & Wijsbegeerte der Exacte Wetenschappen (VvL) het evenement Turing100.nl in de Openbare Bibliotheek in Amsterdam (OBA). Openbare lezingen over verschillende aspecten van Turings werk worden aangevuld met een theatervoorstelling van de University Players Hamburg. Dit toneelgezelschap voert het stuk Breaking the Code van Hugh Whitemore in op in Theater van ’t Woord in de OBA (19:30-21:30 - uitvoering in het Engels).


Breaking the Code, Paderborn, 14 September 2012

Op zaterdag 6 oktober a.s. vormt Turing een belangrijk thema op de Open Dag Science Park Amsterdam waar het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) zijn Turingtentoonstelling laat zien (van 12:00 tot 17:00). Benedikt Löwe geeft een overzicht van de Turingvieringen elders in de wereld en wetenschapsjournalist Bennie Mols vertelt over het leven en werk van Alan Turing. Verder wordt de nieuwe documentaire Codebreaker van Patrick Sammon getoond (16:00 - 17:00).


Codebreaker by Patrick Sammon

All lezingen op turing100.nl, de theatervoorstelling, en de activiteiten op de Open Dag Science Park Amsterdam zijn voor iedereen gratis toegankelijk.

Voor vragen kunt u terecht bij: Prof. Dr. Benedikt Löwe, Institute for Logic, Language and Computation, Universiteit van Amsterdam, b.loewe@uva.nl

Internet:
Alan Turing Jaar 2012 (Nederland): www.alanturing2012.nl/ 
Alan Turing Year 2012 (wereldwijd): www.turingcentenary.eu
Turing100.nl: www.turing100.nl
University Players Hamburg, Breaking the Code: www.math.uni-hamburg.de/BreakingTheCode/
Open Dag Science Park Amsterdam: www.scienceparkamsterdam.nl/nieuws/open-dag

Friday, September 21, 2012

Lezingen & Debatten/Lectures & Debates

Ik ben te boeken voor lezingen over kunstmatige intelligentie, robots, Alan Turing, het menselijk brein en technologische trends in de digitale wereld. Maar ook meer algemeen over het plezier dat het kijken naar de wereld met een wetenschappelijke blik heeft te bieden. Verder sta ik natuurlijk altijd open voor nieuwe onderwerpen en ideeën.

Voor het aanvragen van lezingen en dagvoorzitterschappen kunt u contact opnemen met de Speakers Academy®.

Bekijk hier mijn lezingenprofiel van Speakers Academy® (klik door naar "Volledige biografie")

Naast het geven van lezingen, leid ik ook debatten over mijn favoriete onderwerpen.





I am available to speak at conferences and to corporations and organizations.

Mainly about: the human brain, the computer brain, robots, artificial intelligence, Alan Turing and trends in technology. But I am always open for new topics.

I have a pasion for brains and bytes and everything in between.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Aankomende lezingen/optredens/debatten:

2017

Op woensdag 15 november spreek ik over Alan Turing in opdracht van de Stichting ARTEK. Locatie: Het Nutshuis, Den Haag. 19.00-20.30 uur.

Op donderdag 23 november om 20.00 uur geef ik een lezing over robots en kunstmatige intelligentie in de Openbare Bibliotheek van Heiloo.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Recente lezingen of optredens:


2017


Op dinsdag 9 mei gaf ik een lezing onder de titel "De robothype: Wat is feit en wat is fictie?" in een programma van Pakhuis De Zwijger in Amsterdam.



Op donderdag 6 april gaf ik een lezing over "De robot als collega" tijdens Automation 2017 in Den Bosch.


Tachtig procent van alle magazijnen opereert nog volledig met mensen. Slechts vijf procent is sterk gerobotiseerd. Maar de slimme robot die willekeurig welk artikel kan oppakken, uitpakken, inpakken en transporteren rukt op. Rondrijdende robotkarretjes, flexibele robotarmen die kunnen leren van mensen en zelfs autonome drones veranderen de wereld van de logistiek. Wat kan er nu al? Waar liggen de uitdagingen voor de robot? Hoe staat het met de robot als collega: de co-robot die zij aan zij met mensen werkt?




2016

Op vrijdag 18 november nam ik deel aan een paneldiscussie over 'Robo-ethics' tijdens de EU Robotics Week in het Scheepvaartmuseum in Amsterdam.

Op donderdag 17 november gaf ik een presentatie over creatieve computers en robots tijdens NRC Live in de Beurs van Berlage in Amsterdam. Bovendien interviewde ik chef-kok Onno Kokmeijer over zijn samenwerking met de computer Chef Watson, Nederlands kampioen schaken Jorden van Foreest over zijn samenwerking met de schaakcomputer en programmeur en kunstenaar Jochem van der Spek over het gebruik van kunstmatige intelligentie bij het maken van nieuwe ontwerpen.





Op vrijdag 14 oktober leidde ik een debat over Technology transfer: from prototype to product tijdens de International Masterclass Robotics, georganiseerd door het TU Delft Robotics Institute.



Op dinsdag 27 september was ik een van de panelleden in een debat over "De robot als collega" in het kader van de toekomst van werk. Pakhuis De Zwijger in Amsterdam.



Op donderdag 1 september leidde ik een debat over Artificial Intelligence and Human Values in het Vredespaleis in Den Haag. Het debat maakt deel uit van de 22e European Conference on Artificial Intelligence.

Op donderdag 30 juni gaf ik van 19.30-20.30 een lezing over creativiteit bij mensen en computers in het Van Abbemuseum in Eindhoven.

Hoe werkt creativiteit (en kunnen computers het ook)?

“Logica brengt je van A naar B, maar verbeelding brengt je overal” - Albert Einstein

Picasso zorgde voor een revolutie in de kunst met zijn kubistische schilderstijl. Einstein zette de natuurkunde op zijn kop met zijn duizelingwekkende theorie over ruimte, tijd en zwaartekracht. Beiden waren zeer creatieve mensen. Creativiteit is het vermogen van de hersenen iets compleet nieuws te scheppen dat nog nuttig is ook. Creativiteit leidt niet alleen tot kunst, maar ook tot wetenschappelijke ontdekkingen en technologische innovaties.

Hoe werkt creativiteit in onze hersenen en hoe kunnen we als individu of als groep zo creatief mogelijk worden? Klopt het romantische beeld van de geniale gek wel? En is brainstormen in een groep echt wel een goed idee?

Terwijl de menselijke hersenen slechts langzaam evolueren, worden computers in een razend tempo slimmer. Ze schaken beter dan mensen en spelen sinds begin dit jaar ook al beter het Aziatische bordspel go. Sommige computers kunnen zelfs al een kort verhaal schrijven of een schilderij maken. Hoe lang duurt het nog voordat computers ook de creativiteit van Picasso of Einstein overtreffen?

Hier is een verslag van de lezing geschreven door Piet van Bragt.

---------------

Op dinsdag 31 mei gaf ik van 12.45-13.30 de lezing Alan Turing - Pioneer of the Digital Age over het leven en werk van Alan Turing bij de Studievereniging Christiaan Huygens van de opleidingen Wiskunde & Informatica van de TU Delft.

---------------

Tijdens de Nationale Wiskunde Dagen gaf ik op zaterdag 6 februari een lezing over Alan Turing en het kraken van de Enigma-code.


-------------------

I gave a lecture about the question "Can computers be creative?" during the LIFT-conference 2016 in Geneva (10-12 February). BBC News calls the LIFT-conference "one of the highlights of the technophile calendar".


Can computers be creative?
“Logic brings you from A to B, but imagination brings you everywhere” - Albert Einstein

Because creativity is such a vaguely defined term, the question whether computers can be creative is a philosophical rather than a scientific question. Defining creativity in a narrow way, some computers are already creative. However, if we define creativity as human creativity, in a way exhibited for example by Einstein, Picasso or Kafka, computers have some fundamental problems. In my talk I will address these problems, as well as answer the question which capabilities machines would need in order to exhibit human creativity. Finally, I will argue that we focus too much on copying human creativity and intelligence in machines and propose a more realistic, productive and creative alternative.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2015

Op donderdag 5 november zat ik in een discussiepanel bij het International Science Festival InScience in Nijmegen.

Aan de hand van de films The ForecasterIk ben Alice en Ex Machina discussiëren we over vragen als: Is de mens al machine? En de machine al mens? Deze dag staat de interactie tussen mens en machine centraal. Moeten we ze omarmen, die zorgrobots? En hoe realistisch is de angst dat robots ons ooit zullen overheersen? Wat is intelligentie eigenlijk? En hoe slim kan kunstmatige intelligentie zijn – vraagt innovatie niet om irrationaliteit?

Op 21 april vond in De Balie in Amsterdam een publiek debat plaats over kunstmatige intelligentie. Tijdens dit debat verzorgde ik een column.



Wetenschappers lanceren in een open brief een onderzoekagenda die is gericht op maatschappelijk verantwoord gebruik van kunstmatige intelligentie.

Onderzoek naar kunstmatige intelligentie moet de mensheid ten goede komen en mogelijke nadelen voorkomen. Dat is de essentie van de open brief ‘Robust and Benificial AI’ van grootheden als Elon Musk en Stephen Hawking.

Welke consequenties moet de onderzoekswereld aan die oproep verbinden?

Klik hier voor meer informatie

Vrijdag 20 maart 20.00 uur Oude Kerk, Amsterdam: In het kader van de schitterende expositie van videokunstenaar Tony Oursler in de Oude Kerk gaf ik een lezing over denkende machines:



Wat te denken van denkende machines? - Alan Turing meets Tony Oursler

In zijn nieuwste kunstwerk I/O underflow, speciaal gemaakt voor de Oude Kerk in Amsterdam, laat de Amerikaanse kunstenaar Tony Oursler zich inspireren door het leven en werk van computerpionier Alan Turing. Oursler stelt vraagtekens bij de digitale revolutie.

Alan Turing voorzag begin jaren vijftig een toekomst waarin machines zouden gaan denken net zoals mensen. Inmiddels rukken denkende machines steeds verder op in ons dagelijks leven: van intelligente camera’s tot computerartsen en van zelfrijdende auto’s tot zorgrobots. Welke plek blijft er voor ons mensen nog over?

Turing-kenner en wetenschapsjournalist Bennie Mols verweeft het werk van Tony Oursler met dat van Alan Turing om na te denken over de steeds toenemende rol van denkende machines in ons leven. Wat hebben denkende machines ons gebracht en wat gaan ze ons nog brengen?

Meer informatie: http://www.oudekerk.nl/en/programma/kalender/what-to-think-about-thinking-machines-alan-turing-meets-tony-oursler 


Vrijdag 13 maart 2015: Op de vooravond van Pi-dag gaf ik de Pi-lezing in Haarlem.



“De wiskunde achter de speelfilm ‘The Imitation Game’”
Het dramatische leven en werk van wiskundige Alan Turing (1912-1954) staat centraal in de spannende speelfilm ‘The Imitation Game’, die momenteel in de Nederlandse bioscopen draait. Turing is de pionier van het digitale tijdperk, de geestelijke vader van de computer en de kraker van de geheime Duitse Enigma-code.

Aan de hand van fragmenten uit de film zal Turing-kenner Bennie Mols ons meenemen naar de wiskunde achter de film. Onder andere komen voorbij: de universele computer, het kraken van de geheime Duitse Enigma-code, de vraag of computers kunnen denken en het bedrijven van wiskunde met de computer.



Meer informatie:

http://sanctamaria.mwp.nl/Home/Nieuwsvolgpagina/tabid/155/ArticleId/678/Uitnodiging-Pi-lezing-13-maart.aspx 

Zaterdag 10 januari: Voor EenVandaag TV vertelde ik over de film "The Imitation Game", die op 8 januari in Nederland in première ging, een speelfilm over het leven en werk van Alan Turing.

sitestat


2014

Dinsdag 9 december 2014 gaf ik een keynote-lezing tijdens de Autisme-conferentie in Oost-Malle (België): Het brein van de toekomst

Recent is het gelukt om het brein van een rat in Brazilië via het Internet te laten communiceren met dat van een rat in de VS. Dit is een van de spannendste toepassingen van machines die worden gebruikt om hersenen nieuwe mogelijkheden te geven. In deze lezing vertelt wetenschapsjournalist Bennie Mols over de laatste ontwikkelingen op het terrein van brein-machine-interfaces. Ook vertelt hij over veelbelovende manieren om het menselijk brein na te bootsen op de computer en wat dat betekent voor de toekomst van de mens. Kunnen we straks ons brein downloaden en onsterfelijk worden? Wordt de mens meer computer en de computer meer mens?

Zondag 13 april 2014 tijdens het 30th Imagine Film Festival in het EYE Instituut in Amsterdam neem ik deel aan het symposium Van HAL tot GERTY:

In dit symposium wordt gekeken hoe de rol die computers hebben gespeeld in de fantastische film werkelijkheid zijn geworden en wat de gevolgen daarvan zijn. Naast een algemeen gedeelte over het computer als filmpersonage wordt ingegaan op filosofische en ethische vragen: vragen over bewustzijn en emoties van computers, maar ook over de ethiek van steeds slimmer worden apparaten. Met fragmenten van onder meer 2001 A Space Odyssey, Moon en Her.

Via de schaakcomputer, die de mens al lang voorbijgestreefd is wordt overgegaan op Singularity, het moment waarop de computer de menselijke intelligentie voorbijstreeft, en een ver toekomstbeeld waarin kunstmatige intelligentie de wereld heeft overgenomen. Ook dit aan de hand van fragmenten uit Computer Chess, Kasparov vs. Deep Blue, Star Trek, The Machine en andere films.

Het symposium is voorbereid en wordt gemodereerd door Jan van den Berg. Bevestigde gasten zijn hoogleraar Kunstmatige Intelligentie Jaap van den Herik, filmjournaliste Dana Linssen, filmmaker Igor Kramer en wetenschapsjournalist en auteur Bennie Mols.

Hier is een kort video-verslag:



2013

Woensdag 30 oktober 2013 in de serie "Het (on)gelijk van science fiction" ga ik een lezing geven die uit gaat van twee 19e eeuwse SF-klassiekers: Frankenstein (1818) van Mary Shelley en The war of the worlds (1898) van HG Wells.



Titel van mijn lezing: Van Frankenstein tot Solaris - Over menselijke, kunstmatige en buitenaardse intelligentie in Science Fiction




Thema's: Buitenaardse, kunstmatige en menselijke intelligentie, technologische voorspellingen, het scheppen van leven uit dode materie, existentiële angst voor wezens die de wereld van ons overnemen en de filosofische vraag: Wat betekent 'mens zijn'?

De serie "Het (on)gelijk van science fiction" bestaat uit 6 lezingen over techniek, fantasie en voorspellingen in de 19e eeuw, en wordt georganiseerd door Bibliotheek Hengelo en Techniekmuseum HEIM.



Beluister hieronder het beroemde, op 'War of the Worlds' gebaseerde hoorspel dat Orson Welles in 1938 uitzond en dat menig radioluisteraar opvatte als een echte invasie vanuit Mars:







Bekijk hier de officiële trailer van de Frankenstein-film uit 1931 met Boris Karloff als het monster dat Victor Frankenstein heeft geschapen:




De meest fantastische vorm van buitenaardse intelligentie is geschapen door Stanislaw Lem in Solaris: een planeet met een intelligente oceaan. Deze intelligente oceaan kan de gedachten en dromen van menselijke bezoekers van de planeet ‘lezen’ en ze omzetten in fysieke realiteit. Vooral de pijnlijke, onderdrukte gedachten.

Andrei Tarkovsky baseerde er in 1972 de film Solaris op. Lem had een hekel aan die film (juist omdat hij vond dat de intelligentie van de oceaan veel te veel buiten beeld bleef), maar toch is het een indrukwekkende film. Terecht is het een klassieker geworden. Hier is de trailer:




De volledige versie van de film is in twee delen op You Tube te bekijken (Russisch gesproken, YouTube biedt de mogelijkheid Engelse ondertiteling aan te zetten): Deel 1 en Deel 2.


Vrijdag 21 juni 2013 bij het Filosofiecongres van het Zernike College: "Kunnen machines denken?"

Dinsdag 11 juni 2013 bij het VINT-symposium over "The Internet of Things". Ik sprak hier over "Feit en fictie in kunstmatige intelligentie".

Bekijk de video-opname van mijn lezing hier.


Maandag 13 mei 2013 bij het Amsterdam University College in de serie Who's in Town: "The future of the brain": 18.00-20.00

Maandag 15 april 2013 bij het Studium Generale van de Rijksuniversiteit Groningen"Wat Wikipedia je niet vertelt over Alan Turing": 20.00-21.30.

Donderdag 7 maart 2013 in het Van Abbemuseum in Eindhoven: "Wat beeldende kunst zegt over het menselijk brein"

Het brein schept kunst. Kunnen we uit die kunst dan ook iets leren over ons brein? Bestaan er universele principes in de beeldende kunst die het gevolg zijn van hoe het brein waarneemt? Het lijkt er wel op. De Gestalt-psychologie heeft een aantal van zulke principes al in het begin van de 20e eeuw opgesteld. Pas sinds kort kunnen hersenwetenschappers deze principes ook met de modernste technieken in de hersenen onderzoeken.


De lezing Wat beeldende kunst vertelt over ons brein gaat over de gezichten van Picasso en de meeuwen van Tinbergen, over de orde van Malevich en de chaos van Pollock, over informatiecompressie en patroonherkenning, over een hyperfunctionerende kunstmodule in de hersenen van een autistisch kind en over duiven en bijen die een Picasso van een Monet kunnen onderscheiden.

2012

Maandag 1 oktober 2012 bij het Studium Generale van de Universiteit Maastricht: From Turing’s Test to Turing’s Tango, 20.00-21.30

Woensdag 3 oktober 2012 bij het Studium Generale van de TU Eindhoven: Alan Turing - Pionier van het Digitale Tijdperk, 11.45-13.00

Vrijdag 5 oktober 2012 bij TEDx Delft: "One thing computers and robots will never ever be able to do...and what it means for our future"



Vrijdag 5 oktober 2012 tijdens Turing100.NL in de Openbare Bibliotheek Amsterdam (OBA), georganiseerd door de Nederlandse Vereniging voor Logica: From Turing’s Test to Turing’s Tango

Zaterdag 6 oktober 2012 tijdens de open dag van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI): Alan Turing - Pionier van het Digitale Tijdperk

Woensdag 10 oktober 2012, Turing in context, Brussel: From Turing’s Test to Turing’s Tango, 15.30-16.00 (met ook Daniel Dennett in het programma.)

Vrijdag 26 oktober 2012, NRC Wetenschapsweek i.s.m. de Internationale School Voor Wijsbegeerte: De toekomst van het brein (over brein-machine-interfaces, breinsimulatie en kunstmatige intelligentie).

Zondag 4 november 2012 een kinderlezing over robots onder de titel 'Kijkt een robot ook elke morgen in de spiegel?' (In de lezing zal ik ingaan op vragen zoals: Wat is een robot? Wat zijn de verschillen tussen een robot en een mens? Kan een robot verliefd worden? Wat zou je willen dat een robot voor je kan doen? Waar zijn robots goed in? Waar zijn robots niet goed in?). De lezing wordt georganiseerd door de MuseumJeugdUniversiteit: 11.00-12.00


Foto: Robert Lindeboom/Techniekmuseum HEIM

Woensdag 28 november 2012 ga ik bij het Studium Generale van de TU Eindhoven in discussie met Pieter Jonker over mijn stelling dat kunstmatige intelligentie de menselijke intelligentie nooit gaat overtreffen (en dat daar trouwens niets mis mee is...): Mensenbrein vs. computerbrein: 11.45-13.00




Wednesday, September 5, 2012

TEDx Delft-PERFORMER: BENNIE MOLS – THE ONE THING COMPUTERS AND ROBOTS WILL NEVER BE ABLE TO DO…


At TEDx Delft on October 5, I will give a performance:

"The one thing computers and robots will never ever be able to do...

...and what it means for our future."





MY BOOK: TURINGS TANGO in the media + public lectures

Wednesday, July 4, 2012

Klein deeltje, grote dag - Hoe hebben ze het Higgsdeeltje gevonden en wie moet de Nobelprijs krijgen?

Het kan vandaag niemand zijn ontgaan: wetenschappers hebben een nieuw fundamenteel deeltje ontdekt dat in overeenstemming lijkt met het langgezochte Higgsdeeltje. CERN-theoreticus John Ellis legt in onderstaand filmpje uit wat het Higgsdeeltje is.





Maar hoe hebben ze dat deeltje ontdekt? Wie moet er nu de Nobelprijs krijgen? Wat heeft Nederland bijgedragen? En wat heeft de deeltjesversneller nog meer in petto?

Onderstaand artikel gaat op die vragen in.







Uit de CERN-presentaties op 4 juli 2012

Aan de ontdekking van het Higgsdeeltje ging een meer dan twintig jaar lange titanische ingenieursklus vooraf die tot talloze technologische doorbraken heeft geleid. In 2007 bezocht ik de LHC-versneller, die toen bijna gereed was, en schreef ik de volgende reportage voor technologietijdschrift De Ingenieur:


Na meer dan twintig jaar aan ingenieurswerk, is de bouw van de Large Hadron Collider bij Genève bijna af. Deze deeltjesversneller breekt aan de lopende band records: de grootste supergeleidende magneten, de grootste heliumkoeling, de hoogste botsingsenergie, de grootste datastroom. Vrijwel alle onderdelen zijn uniek. Nederland draagt daaraan volop bij.

Dit artikel is gepubliceerd in De Ingenieur, november 2007

De LHC in cijfers:

Omtrek: 26,659 kilometer
Protonenergie bij botsing: 7 TeV (= 7 × 10^12 elektronvolt). Ofwel: een botsingsenergie van 14 TeV.
Aantal deeltjes in de protonenbundel: 300 × 10^12
Botsingskans van twee protonen wanneer twee bundels met kluitjes protonen op elkaar botsen: één op tien miljard
Aantal botsingen per seconde: zeshonderd miljoen
Verwachte aantal geproduceerde Higgsdeeltjes per jaar: tussen tien en honderd
Aantal rondjes dat de protonen in één seconde afleggen: 11.245 (ze bewegen vrijwel met de lichtsnelheid)
Energieverbruik: 120 miljoen watt
Totale kosten voor de bouw van de LHC: ongeveer vier miljard euro


De titanenklus


Het is half juni 2007. In een assemblagehal van het Europese versnellerinstituut CERN staat een 240 ton wegende supergeleidende magneet. Elf meter breed is het gevaarte. Het is een van de twee kurken (end-caps) op de ATLAS-detector, de grootste van de vier deeltjesdetectoren van de Large Hadron Collider (LHC). De magneet heeft net de laatste koeltest doorstaan en is nu gereed voor zijn voetje-voor-voetje-afdaling naar de deeltjesversneller, honderd meter onder de grond van Genève.

De Nederlander Herman ten Kate is sinds 1996 de baas van alle supergeleidende magneten van de ATLAS-detector. Hij is verantwoordelijk voor alles wat er nodig is om de magneten te laten werken: de supergeleidende spoelen, de koeling tot enkele graden boven het absolute nulpunt, de stroomvoorziening en het controlesysteem. “De media hebben het bijna altijd over de zoektocht naar het Higgsdeeltje, als het over de LHC gaat”, zegt hij, staande naast de end-cap. “Zelden realiseren mensen zich dat er meer dan twintig jaar aan engineering nodig is voor je de versneller überhaupt kunt aanzetten.”

De belangrijkste taak van ATLAS wordt het detecteren van muonen. Het muon is een van de elementaire deeltjes uit de natuur. Het heeft dezelfde lading als het elektron, maar is meer dan tweehonderd maal zo zwaar. Het idee is dat de detectie van vier speciale muonsporen het Higgsdeeltje verraadt. Dit deeltje is de missing link uit het Standaardmodel, momenteel het beste model dat elementaire deeltjes en krachtdragers beschrijft. Volgens de theorie zorgt het ervoor dat andere deeltjes de massa krijgen die ze hebben. Het opsporen van het Higgsdeeltje is het eerste grote doel van de versneller.

Grootste magneet ter wereld
Een lift brengt ons beneden bij de kolossale ATLAS-detector. Hoe exotischer de te detecteren deeltjes, hoe groter de detectoren. 44 meter lang is het apparaat en 22 meter breed. Metaalachtig lawaai klinkt alom, want overal zijn technici nog hard aan het werk. Veel is al af, maar juist omdat nog niet alles af is, kunnen we vrijwel alle essentiële onderdelen nog open en bloot zien liggen. Om muonen en andere geladen deeltjes te detecteren, buigen magneetvelden ze af. Speciale muonkamers meten de deeltjessporen. Uit de kromming van een baan berekenen fysici vervolgens de impuls en de lading van een deeltje.

Het supergeleidende magnetensysteem van ATLAS is het grootste ter wereld. Rondom het hart van de detector liggen acht langgerekte 0-vormige spoelen, elk 25 meter lang en vijf meter breed. Samen vormen ze een toroïde, die een ringvormig magneetveld creëert rond de detector-as. “Dat is uniek”, vertelt ten Kate, “want vrijwel alle andere magneten in de wereld maken een magneetveld dat in de lengterichting door een cilindervormige spoel loopt.”

Alle ATLAS-magneten bestaan uit supergeleidende spoelen die met helium worden gekoeld tot 4,2 graden boven het absolute nulpunt. Het opgewekte magneetveld is gemiddeld 1 tesla. Door hun afmetingen worden de krachten enorm. Op elk van de acht spoelen komt straks een kracht van vijftienhonderd ton te staan. Het beheersen hiervan was een grote uitdaging. Ten Kate: “Als de detector in de grond zit, kun je geen grote zaken meer vervangen. Daarvoor ontbreekt gewoon de tijd en het geld. Daarom moeten we alle onderdelen heel goed testen voor we ze in de detector installeren. Het is eigenlijk net als met een satelliet.”

De twee end-capmagneten zitten als kurken op de linker- en rechteruiteinden van de ATLAS-detector. Ze maken het mogelijk dat de detector ook muonen detecteert die in voorwaartse of achterwaaryse richting wegvliegen. Allebei zijn ze van Nederlandse makelij. HMA uit Ridderkerk maakte de spoelsegmenten van de magneet. Schelde-Exotech uit Vlissingen fabriceerde de twee aluminium vacuümvaten, die elk als een thermoskan de supergeleidende spoelen isoleert van de buitenwereld. Het maken van de end-caps heeft heel wat hoofdbrekens gekost. Ten Kate: “HMA zou eigenlijk ook alle spoelsegmenten bij elkaar moeten voegen tot één geheel. Maar tijdens de productie werd het bedrijf overgenomen door het generatorbedrijf Brush. Brush had weinig interesse in ATLAS en heeft uiteindelijk het contract dat wij met HMA hadden afgekocht. Toen hebben we de losse modules van HMA hier op CERN tot een geheel moeten smeden. Dat is een voorbeeld van een van de vele dingen die bij zo’n titanenklus als de LHC anders lopen dan gepland.”


Doorbranden voorkomen
Naast zijn baan bij CERN is ten Kate ook nog bijzonder hoogleraar bij de vakgroep Lage Temperaturen van de Universiteit Twente, gespecialiseerd in supergeleiders. Op grond van die expertise werd hij ook door CERN gevraagd voor de magnetenklus.

“Voor ATLAS hebben we een speciale truc moeten uithalen met de supergeleidende kabels”, vertelt ten Kate. “Standaard gebruikt men een draad bestaande uit vele duizenden supergeleidende niobiumtitaniumdraadjes die gerangschikt zijn in een soort van achthoekige bundeltjes. Het geheel is ingebed in koper. Maar speciaal voor ATLAS hebben we de buitenkant van de kabel van een laag aluminium voorzien. Dat is voor de beveiliging. Stel dat er iets mis gaat met de koeling, en het niobiumtitaan ineens boven de kritieke supergeleidende temperatuur komt. Dan neemt de elektrische weerstand ineens enorm toe. Boven de kritieke temperatuur is niobiumtitaan namelijk een slechte geleider. Zowel het koper als het aluminium moet de elektrische stroom dan toch kunnen afvoeren. Als we geen extra aluminium zouden aanbrengen, zouden de kabels binnen enkele milliseconden doorbranden.”

De supergeleidende magneten die vlak voor het botsingspunt in ATLAS de deeltjesbundel sterk samenknijpen, gaan naar verwachting zo’n zes tot acht jaar mee. Tegen die tijd zijn ze kapotgeschoten door de radioactieve deeltjes die bij de botsingen vrijkomen. De kabels zijn dan zo ver gedegradeerd dat ze hun supergeleidende eigenschap grotendeels hebben verloren. Omdat de LHC zo’n vijftien jaar moet draaien, moeten die magneten dus ergens in de tussentijd worden vervangen.

Ten Kate: “Er staat nu al een LHC-upgrade gepland ergens tussen 2016 en 2018. Die upgrade is in eerste instantie bedoeld om meer botsingen per seconde te gaan maken. Dat gaan we doen door met nog sterkere magneten de deeltjesbundels nog meer samen te knijpen voor ze in de detectoren op elkaar botsen. En misschien dat we daarbij al een nieuw type supergeleidende kabel kunnen gebruiken. We werken namelijk aan kabels gemaakt van niobium-3-tin in plaats van niobiumtitaan. Daar kun je sterkere magneetvelden mee halen, maar het materiaal is lastiger te hanteren, waardoor de technologie wel duurder wordt.”

Wat gaat de ATLAS-magnetenbaas doen als de detector af is? “Het eerste jaar zijn er vast nog wel technische problemen die we moeten oplossen, maar daarna is het alleen nog maar wat onderhoud en reparaties hier en daar. Dan wordt het een routineklus, en ga ik weer wat anders doen. Zo’n gigantisch project als de LHC maak je maar een keer in je leven mee.”

Muondetectie
Rondom de acht langgerekte 0-vormige ATLAS-magneten, liggen de muondetectiekamers. Elke kamer bestaat uit vijfhonderd tot zevenhonderd muondetectiebuizen. Het Nikhef in Amsterdam – het nationale instituut voor subatomaire fysica – heeft veertigduizend van de in totaal driehonderdduizend muondetectiebuizen van ATLAS gemaakt. Projectleider van de Nederlandse buizen is Gerjan Bobbink. Staande voor de ATLAS-detector wijst hij op de al geplaatste detectiekamers: “De kamers die wij hebben gemaakt zijn vijf meter lang en 2,2 meter breed. Onder de zwaartekracht buigen ze een beetje door. Dat compenseren we door met speciale schroeven extra te trekken aan de detectiebuizen tot ze recht lopen.”

De muondetectiekamers zitten tussen de vijf en elf meter van de botsende bundels vandaan. Naast het Nederlandse instituut hebben ook Duitse, Italiaanse, Russische, Griekse en Franse collaboraties muondetectiekamers gebouwd. De stickers van de makers plakken er nog op. Afhankelijk van waar in de detector ze worden geplaatst, hebben ze een andere lengte.

De deeltjes die door de muonkamers schieten, zijn ofwel neutrino’s, die zo weinig massa hebben dat ze vrijwel overal doorheen vliegen, ofwel hoogenergetische muonen, die zo ver komen omdat ze zo zwaar zijn. Als de kamers een muon detecteren, wordt dat signaal gebruikt om orde te scheppen in de enorme hoeveelheid deeltjes die vlakbij het botsingspunt rondvliegen. Het muonspoor kan namelijk doorgetrokken worden naar het botsingspunt. Zo weten fysici snel welke deeltjessporen interessant zijn om op te slaan en welke deeltjessporen ze meteen kunnen weggooien. Vlakbij het botsingspunt worden alle geladen deeltjes gedetecteerd. Maar een groot deel hiervan is fysisch niet interessant, en dus is het slim om snel het kaf van het koren te scheiden.

Bobbink: “We kunnen vrijwel real-time zeggen of een spoor afkomstig is van een muon of niet. En honderd maal per seconde slaan we de data op. We kunnen ook de minimale muonenergie instellen die we willen detecteren. Muonen met een lagere energie slaan we niet op, omdat we die oninteressant vinden.”

Het Nikhef maakte buizen van vijf meter lengte, met in het midden een draad van vijftig micrometer dikte. Het principe van zo’n detectiebuis is eenvoudig. In elke buis zit een gas op hoge druk (argon-koolstofdioxide). Als er een geladen deeltje door de buis schiet, wordt het gas geïoniseerd. De draad in de buis staat onder een elektrische spanning van 3080 volt. De geïoniseerde atomen bewegen naar de draad en veroorzaken zo een elektrisch signaal. Uit de drifttijd bepalen fysici op welke afstand van de draad het muon binnenkwam. Een tweede detectorsysteem meet de positie langs de draad. Uit die twee gegevens volgt de positie van één punt op het muonspoor. Het hele muonspoor volgt dan uit een reeks gemeten posities.

Een jaar zoeken naar misschien tien Higgsdeeltjes
“De grootste uitdaging voor ons is de plaatsnauwkeurigheid”, zegt Bobbink. “We moeten de plaats van de muonen op twintig micrometer precies kunnen bepalen. Daarvoor moeten we dus precies weten waar de draad in de detectiebuis zit. Als de temperatuur schommelt, wordt de draad al snel iets langer of korter. Daar moeten we rekening mee houden. We proberen de temperatuur zo goed mogelijk constant te houden. Daarnaast zit op elke kamer een twintigtal temperatuursensoren.”

Tussen 2001 en 2005 zijn de Nikhef-buizen een voor een gemaakt in een cleanroom van het Amsterdamse instituut. De detectiebuizen moeten het hele LHC-leven meegaan, en dus zijn ze allemaal aan strenge tests onderworpen. In Amsterdam zijn alle buizen getest met kosmische straling, waarin ook hoogenergetische muonen zitten. Na transport naar Genève zijn ze nogmaals getest. “Tijdens die test bleek dat er maar tien op de veertigduizend buizen het niet deden”, zegt Bobbink. “Maar dat is geen ramp. De muonkamers zijn overbepaald. Een enkel spoor wordt door een stuk of twintig buizen gemeten. Dan mag er best eentje stuk zijn.”

Een eveneens door het Nederlandse instituut ontworpen optisch uitlijnsysteem meet met infrarood licht continu de precieze positie van elke detectiekamer. “Als er ergens een afwijking wordt gemeten, kan dat meteen worden bijgeregeld”, zegt Nikhef-directeur Frank Linde. “De bouw van de LHC is een en al check-check-dubbelcheck. Overal in de LHC moet je grenzen verleggen om tussen de miljarden botsingen in een jaar de natuurkundig interessante eruit te pikken. In een jaar tijd meten we misschien maar tien tot honderd Higgsdeeltjes. Een speld in een hooiberg is er niks bij. Eigenlijk zoeken we met de LHC in een heleboel hooibergen naar één speld.”



1500 kilometer glasvezelkabels
Zowel het aansturen van de versnellermagneten en de detectoren, als het verzamelen van de meetgegevens gebeurt via glasvezelkabels. Dit netwerk is grotendeels aangelegd door het Nederlandse bedrijf Draka.

“Alleen al in de tunnel hebben we zo’n vijftienhonderd kilometer glasvezelkabels aangelegd”, zegt Draka-verkoopmanager Erik Bresser aan de telefoon. “Glasvezels aanleggen voor de LHC is wel wat anders dan glasvezels aanleggen voor de telecommunicatie in Nederland. Er werken veel verschillende bedrijven tegelijk in de tunnel. Er zijn tunnelsecties waar je straks door de straling niet meer bij kunt. En je komt continu onverwachte dingen tegen, zoals het overbruggen van een grotere afstand dan gepland.”

Rond 1997 ontwikkelde Draka als eerste een nieuwe installatietechnologie: JetNet. Met deze techniek wordt een minikabel die een aantal glasvezels bevat onder hoge druk in een minibuis geblazen. “Als een vliegend tapijt zweeft de kabel de minibuis in”, vertelt Bresser. “Deze techniek is daarna in heel Europa overgenomen. Het grote voordeel is dat je het glasvezelnetwerk in stappen kunt aanleggen. Zo hoeft een bedrijf niet alle investeringen in een keer te doen. Je kunt eerst de buizen aanleggen, en pas als je de glasvezels nodig hebt, blaas je deze erin. Ook kun je later extra kabels bijblazen, als je de buitenbuis breed genoeg maakt. De blaasapparatuur hebben we zelf verder ontwikkeld, bijvoorbeeld door het toevoegen van een kabelsmeereenheid. De truc is om over een zo groot mogelijke afstand, en zo snel mogelijk, de kabel in de buitenbuis te blazen.”

Hoofdverantwoordelijke voor de optische bekabeling van CERN is de Nederlander Luit Koert de Jonge, die al meer dan dertig jaar voor het Europese versnellerinstituut werkt. Hij legde eind 2002 een test voor aan de vijf bedrijven die wilden meedingen naar de opdracht voor het glasvezelnetwerk: “Ze moesten over een afstand van 2,5 kilometer de minikabel in een keer in de minibuis blazen met een minimum snelheid van dertig meter per minuut. Draka kon dat verreweg het beste, en was bovendien het goedkoopste. Meestal gaat dat niet samen, maar hier wel.”

Een compressor blaast met lucht onder een druk van zestien atmosfeer de als minikabel gebundelde glasvezels de minibuis in. Inmiddels is Draka er zelfs in geslaagd om de minikabel over een afstand van 3,5 kilometer in een keer te blazen – een record. De Jonge: “Dat lukte omdat de blaastechniek verder is verbeterd door een speciaal soort smerende microfilm aan de binnenkant van de minibuis aan te brengen. Normaal raakt de minikabel de minibuis bij het inblazen slechts licht. Maar het smeermiddel zorgt ervoor dat de wrijving nog eens flink wordt verlaagd. De smerende film kan zelfs tegelijk met de minikabel mee worden geblazen.”

De Jonge neemt me mee de LHC-tunnelbuis in, en laat zien waar de glasvezelkabels overal de tunnel binnenkomen om de bundelinstrumentatie aan te sturen. Langzaam maar zeker raakt de tunnelbuis voller en voller met apparatuur. “Voor ons had de tunnelbuis inderdaad wel breder mogen zijn”, zegt hij. “Maar ja, dan was de LHC nog duurder geworden.”

We wandelen langs de blauwe supergeleidende versnellermagneten die de protonen afbuigen. Alle 1232 van dit soort magneten zijn inmiddels in de 27 kilometer lange tunnelbuis geplaatst. Elke vijftien meter lange magneet is een paar millimeter gekromd, om mee te buigen met de versnellertunnel. Die kromming is met het blote oog net te zien. Langs de binnenwand van de tunnel loopt een enkele centimeters dikke kabel, speciaal aangelegd om het mobiele telefoonverkeer in de tunnelbuis mogelijk te maken. Af en toe fietsen technici langs, of passeert een elektrisch karretje. Binnen een half uur hoor ik Engels, Frans, Spaans, Pools en Duits.



Stralingsbestendige glasvezel
Een punt van zorg was het effect van de radioactieve straling die de versneller produceert op de glasvezels. Om dat te onderzoeken, liet CERN speciale stralingstests uitvoeren van alle materialen. “De gewone Draka-vezel was al vrij goed”, zegt de Jonge, “en die hebben we ook veel gebruikt. Maar dichtbij de bundelpijpen loopt de straling zo hoog op dat de gewone glasvezel bij de test helemaal zwart werd. Voor die stukken hadden we in totaal ongeveer 1700 kilometer glasvezel nodig die deze straling wel zou aankunnen. Zowel Draka als andere fabrikanten hebben geprobeerd een vezel te maken die dat aankon. Uiteindelijk slaagde het Japanse bedrijf Fujikura daar als beste in. Draka verwerkte die glasvezels vervolgens in de minikabels.”

Als de lift ons weer naar de bovenwereld brengt, laat de Jonge me tenslotte nog zien wat voor een grote hoeveelheid aan glasvezelkabels er aankomt in het bovengrondse controlehart van CERN. Rekken vol met optische connectoren waaruit glasvezelkabels steken. Overal knipperende lichtjes van netwerkapparatuur. Elke vezel die hier aankomt, is individueel doorgemeten en goedgekeurd. Aan elke vezel hangt een label waarop staat waar hij naar toe gaat. Als de versneller straks op volle toeren draait, verwerkt het controlehart per seconde een hoeveelheid informatie die overeenkomt met die van het volledige Europese telecomnetwerk.



Het moment waarop de versneller voor het eerst wordt aangezet, stond in eerste instantie gepland voor eind 2007. Maar dat is onhaalbaar. In maart knalde een speciale versnellermagneet tijdens een test uit elkaar: ongelukkigerwijs net een magneet die werd gemaakt door het concurrerende Amerikaanse Fermilab. Alle zestien soortgelijke magneten moesten daarna versterkt worden. Daarnaast duren ook veel andere werkzaamheden langer dan gepland. Zo ook het koelen van de versneller. De versneller is verdeeld in acht taartpunten, die een voor een worden gekoeld tot 1,9 kelvin. Nooit eerder werd er in de wereld over zulke afstanden gekoeld tot een paar graden boven het absolute nulpunt.

Volgens de nieuwe planning moeten de eerste protonen in mei 2008 botsen. Dat zal in ieder geval bij een veel lagere energie zijn dan de maximale energie van zeven tera-elektronvolt – de energie waarbij de machine uiteindelijk de interessante fysische experimenten gaat uitvoeren. Niemand verwacht dat de LHC dan ook meteen vlekkeloos functioneert. Daarvoor is de machine veel te gecompliceerd. Het zal maanden duren eer de versneller een voldoende krachtige bundel produceert, en eer de detectoren voldoende fijngeregeld zijn om te beginnen met de eerste serieuze fysische experimenten. Dat zal best wel eens in 2009 kunnen worden.

En áls het Higgsdeeltje opduikt uit de experimenten, dan zal dat niet eerder zijn dan na een jaar of drie experimenteren. Dan pas kan er voldoende statistiek verzameld zijn om een keiharde conclusie te trekken. De meeste hoge-energiefysici verwachten echter dat het deeltje wordt gevonden. Pas echt spannend wordt het als de LHC ook volslagen onverwachte natuurkunde tevoorschijn tovert.



[kader 1:]
Oerplasma en antimaterie

Nederland draagt bij aan drie van de vier LHC-detectoren. De grootste bijdrage zit in de ATLAS-detector, tevens de grootste van de vier detectoren. Aan ATLAS werken ongeveer 1800 onderzoekers uit meer dan dertig landen. ATLAS is een soort multifunctionele detector die deeltjes van allerlei soorten en maten kan opsporen. Toch kijken fysici voornamelijk uit naar de zoektocht naar het Higgsdeeltje. Verder hopen ze natuurlijk ook onverwachte dingen te ontdekken.

Daarnaast werkt Nederland mee aan het experiment met de ALICE-detector. ALICE gaat een bijzondere materietoestand onderzoeken, die heerste toen het heelal ongeveer tien microseconden oud was. De bouwstenen van atomen – protonen en neutronen – bestonden toen nog niet. Protonen en neutronen zijn opgebouwd uit quarks, en die quarks worden bij elkaar gehouden door een soort van lijmdeeltjes: gluonen. Volgens de theorie vlogen vlak na de geboorte van het heelal quarks en gluonen vrij rond in een soort van soep die quarkgluonplasma heet. ALICE gaat deze plasmatoestand onderzoeken.

Waarschijnlijk bestaat deze toestand nog steeds in het binnenste van zeer dichte neutronensterren. Daar is de druk namelijk zo hoog dat protonen en neutronen niet meer kunnen bestaan, maar opgelost zijn tot een quarkgluonplasma.

ALICE kan een quark-gluonplasma maken door zware loodionen met hoge snelheid op elkaar te laten botsen. Voor dit experiment slingert de LHC dus geen protonen rond, maar loodionen. Kortstondig ontstaat vervolgens een quarkgluonsoepje dat echter snel afkoelt en condenseert tot gewone materie. ALICE bestaat uit verschillende componenten die elk karakteristieke eigenschappen van het quarkgluonplasma zullen meten. Aan deze detector werken zo’n duizend onderzoekers uit dertig landen. De kunst van ALICE is om tegelijkertijd de duizenden deeltjes te meten die ontstaan wanneer het quark-gluonplasma vlak na het ontstaan weer condenseert tot gewone materie.

De derde detector waaraan Nederland meedoet, is de LHCb-detector. LHCb gaat het raadsel van de antimaterie onderzoeken. Volgens de gangbare theorie ontstond uit een gigantische hoeveelheid energie na de geboorte van het heelal evenveel materie als antimaterie. Maar inmiddels bestaat het heelal voor het overgrote deel uit materie.

Waarom is die antimaterie verdwenen? Dat gaat LHCb uitzoeken via exotische deeltjes die b-mesonen heten. Tijdens de proton-protonbotsingen in de LHC-versneller worden b-mesonen geproduceerd, die bestaan uit twee quarks. Deze vervallen snel in andere deeltjes. Verschillende detectoronderdelen volgen de deeltjes en identificeren hun eigenschappen. Uiteindelijk hoopt men via nauwkeurige meting van de vervalswijzen van b-mesonen de bron te vinden van de asymmetrie tussen materie en antimaterie. Aan LHCb werken bijna zeshonderd onderzoekers uit vijftien landen.

Alleen aan CMS, de vierde LHC-detector, doet Nederland niet mee. CMS (Compact Muon Solenoid) kan in feite hetzelfde als ATLAS. Ook deze detector gaat zoeken naar het Higgsdeeltje, maar kent een ander, compacter ontwerp. Op sommige aspecten is ATLAS beter, op andere CMS.

[kader 2:]
Datavloedgolf beteugelen

Als de LHC straks op volle toeren draait, produceren de vier detectoren jaarlijks een in de wereld ongeëvenaarde hoeveelheid gegevens: in de grootteorde van tien petabytes per jaar, ofwel tien miljoen gigabytes. Dat zijn ongeveer drie miljoen volgeschreven dvd’s.

Om te kijken of er interessante nieuwe fysische verschijnselen zijn opgetreden tijdens de deeltjesbotsingen, moeten de data worden geanalyseerd. Die rekenklus wordt niet langer meer alleen op CERN geklaard, maar over de wereld verdeeld via een netwerk van aan elkaar gekoppelde computercentra: het LHC-Computing Grid, ofwel LCG.

CERN zelf is het centrale LCG-knooppunt – Tier 0 geheten (Rang 0) – waar alle data van de vier detectoren het eerst binnenkomen en ook in hun geheel worden opgeslagen. Vanuit CERN worden de data vrijwel real-time verdeeld over elf grote dataopslag- en rekencentra (Tier 1). Nederland krijgt via Nikhef en SARA in Amsterdam ongeveer tien procent van alle data. Nikhef en SARA werken samen als één enkele Tier-1.

De rest van de data wordt verdeeld over tien andere Tier-1-centra: het Forschungszentrum Karlsruhe (Duitsland), het IN2P3 Centre de Calcul in Lyon (Frankrijk), het CNAF in Bologna (Italië), het Rutherford Appleton Laboratory in Chilton (Engeland), het PIC in Barcelona (Spanje), de Nordic Data Grid Facility in Kopenhagen (Denemarken), het Brookhaven National Laboratory (bij New York, VS), het Fermi National Accelerator Laboratory (bij Chicago, VS), het TRIUMF in Vancouver (Canada), en het ASGC in Taipei (Taiwan). De Tier-1-centra slaan elk een deel van de data op, als een back-up van de CERN-dataopslag, en hebben ook een grote rekencapaciteit voor het analyseren van de ruwe gegevens.

Vanuit deze Tier-1-centra gaat een deel van de gegevens naar Tier-2-centra, die vaak in de regio liggen van de Tier-1-centra. Tier-2-centra hebben typisch tot enkele tientallen terabytes aan dataopslagcapaciteit. En ten slotte gaat weer een deel daarvan naar Tier-3-centra: voornamelijk afdelingen van universiteiten. Hier worden geen gegevens opgeslagen, maar alleen berekeningen op de data uitgevoerd. In totaal zullen wereldwijd meer dan tweehonderd computercentra meedoen aan LCG.



De Nederlander Maarten Litmaath werkt op CERN als computerdeskundige aan de gridstructuur: “Geleidelijk breiden we het net uit en maken we het betrouwbaarder en gemakkelijker. We hebben bijvoorbeeld programmatuur gemaakt die functioneert als een soort van informatiemakelaar. Deze zoekt uit in welk computercentrum bepaalde data het best kunnen worden geanalyseerd. Bijvoorbeeld waar de wachtlijst het kortste is, of waar het grootste deel van de data een kopie in de buurt heeft, zodat er zo min mogelijk hoeft te worden gekopieerd van elders.” Uiteindelijk heeft het LCG wereldwijd ongeveer honderdduizend CPU’s nodig. Op dit moment is het grid gekoppeld aan ongeveer dertigduizend CPU’s; typisch 3-gigahertz pentium-4-processoren.

Litmaath: “In 2006 hebben we een paar records gehaald. Vanuit CERN hebben we toen 24 uur achter elkaar gegevens naar de elf Tier-1-centra gestuurd met een constante snelheid van 1,6 gigabytes per seconde in totaal. En over een periode van tien dagen haalden we minstens 1,2 gigabytes per seconde. Onze belangrijkste taken zijn nu om nog meer CPU’s met het grid te verbinden, en vooral ook om het grid stabiel te laten werken over een lange tijd. En als we hebben aangetoond dat we gedurende een paar jaar met honderdduizend CPU’s kunnen werken, dan willen we dat aantal nog eens tienmaal zo groot maken. Eigenlijk komen we altijd opslagruimte en rekenkracht tekort.”

Behalve de technische realisatie van de gridstructuur is het beveiligen van het grid tegen inbrekers van buiten een belangrijke uitdaging. Want hoe meer computers er aan elkaar worden gekoppeld, hoe meer wegen om op het netwerk in te breken.

[kader 3:]
Wie moet straks de Nobelprijs krijgen?

Niemand twijfelt eraan dat als de LHC het Higgsdeeltje vindt, een Nobelprijs voor Natuurkunde klaarligt. Maar voor wie? Voor meneer Higgs? Voor het instituut CERN? Voor de belangrijkste versneller- of detectorontwerpers?

Nobelprijzen zijn dikwijls aanleiding geweest voor grote ruzies als mensen zich gepasseerd voelden, en ook voor het lang uitstellen van de prijs omdat het Nobelcomité de beslissing te moeilijk vond. Wie de Nobelprijs voor Natuurkunde zou moeten krijgen als het Higgsdeeltje in de versneller opduikt, is ook lastiger dan op het eerste gezicht lijkt.

“In ieder geval voor Peter Higgs”, zegt Nikhef-directeur Frank Linde. “Hij heeft het deeltje voorspeld. Volgens mij is dat ook het enige deeltje dat naar een mens is vernoemd.”

En dat heeft meteen een groot nadeel opgeleverd. Omdat het deeltje naar de Britse natuurkundige Peter Higgs is vernoemd, is hij automatisch degene die altijd wordt genoemd als het gaat over de voorspelling van het deeltje. Onterecht. Want de twee Belgen Robert Brout en François Englert van de Vrije Universiteit Brussel zijn de medeontdekkers. Linde: “Brout en Englert zijn nogal in de vergetelheid geraakt, omdat lange tijd alleen maar de naam van Peter Higgs werd genoemd, als het over het Higgsdeeltje ging. Dat ligt trouwens niet aan Peter Higgs, want hij is de bescheidenheid zelf. Als de LHC het deeltje vindt, dan zouden Brout en Englert moeten delen in de Nobelprijs. Zij hebben samen, in dezelfde uitgave van hetzelfde tijdschrift in 1964, hetzelfde mechanisme voorspeld als Peter Higgs. En ze deden dat onafhankelijk van elkaar.”

In zijn boek Feiten en mysteries in de deeltjesfysica schrijft de Nederlandse Nobelprijswinnaar Martinus Veltman: “Ik voel me een beetje schuldig betreffende Brout en Englert, want in 1971 hoorde ik over het werk van Higgs, maar pas later over hun werk. Daarom citeerde ik ze aanvankelijk niet. Dat is een van de redenen dat ze niet zo bekend werden als Higgs. In 1997 kregen ze volledige erkenning, toen ze samen met Higgs de prijs voor Hoge-energie- en Deeltjesfysica van de European Physical Society kregen.”

Omdat de Nobelprijs maar aan maximaal drie personen kan worden toegekend, zou CERN dan buiten de boot vallen. “Dat zou ook vreemd zijn”, zegt Linde, “want zonder versneller kun je het Higgsdeeltje niet ontdekken. Dan zou de prijs naar CERN als collaboratie moeten gaan, en niet naar individuele personen. Of, één persoon van CERN zou de prijs in ontvangst moeten nemen namens de collaboratie.”

Maar dan zijn er vier personen, in plaats van drie, en dat mag niet volgens de spelregels van de Nobelprijs. Misschien dat er dan wel wordt gewacht met het toekennen van de prijs tot iemand van het trio Higgs, Brout en Englert is overleden. Dat zou echter een laffe oplossing zijn.

Het is de hoogste tijd om de regels voor het toekennen van de Nobelprijs voor Natuurkunde aan te passen aan de moderne tijd: sta het toe om meer dan drie mensen te belonen, en als het gaat om experimenten, sta het ook toe dat collaboraties de prijs mogen krijgen. Een experiment zoals de LHC is zo groot, en er zijn zoveel mensen bij betrokken, dat het niet meer te rechtvaardigen valt om slechts individuele medewerkers – hoe belangrijk ook – de prijs te geven. De Nobelprijs zou dan naar het instituut CERN moeten gaan én naar de drie theoretische ontdekkers van het deeltje.

Naschrift (4 juli 2012): Robert Brout overleed in 2011. Dat maakt de keuze door het Nobelcomité eenvoudiger, hoe spijtig ook voor Robert Brout.

Internetbronnen
LHC-homepage:
NIKHEF:
Het ATLAS-magnetensysteem:
Over LHC Computing Grid (LCG):