Luister naar

Studie met deeltjesversneller onder Meer van Genève lijkt er te gaan komen

Achtergrond
Hij lijkt er te gaan komen, een megaversneller van 100 kilometer onder het Meer van Genève. Europese deeltjesfysici kondigden vorige week een officiële haalbaarheidsstudie aan naar het kostbare megaproject.
George van Hal
maandag 22 juni 2020 om 03:00 aangepast 09:26
CERN-directeur Fabiola Gianotti
CERN-directeur Fabiola Gianotti beeld epa / Salvatore di Nolfi

Staat in Genève niet al een grote deeltjesversneller?

Ja. De nieuwe megaversneller - de Future Circular Collider (FCC) - moet de opvolger worden van de Large Hadron Collider (LHC), die ook al 27 kilometer lang is. Net als zijn voorganger wordt de FCC een geavanceerde racebaan voor deeltjes, de fundamentele bouwstenen waaruit alles om ons heen bestaat - van mensen tot amoebes en van bergen tot planeten. En niet zomaar een racebaan, maar eentje van 100 kilometer, onder het Meer van Genève door.

Daar bereiken deeltjes straks recordsnelheden die nog maar een fractie van de lichtsnelheid verwijderd zijn, waarna de deeltjes in volle vaart op elkaar klappen. Tussen de brokstukken speuren fysici naar aanwijzingen voor de manier waarop onze werkelijkheid in elkaar steekt. Volgens het ambitieuze plan dat het Europese deeltjesinstituut vrijdag bekendmaakte, moet de FCC zo’n vier keer groter en zeven keer krachtiger worden dan de LHC. Het megaproject moet rond 2040 van start gaan. De LHC blijft nog tot 2038 in bedrijf.

Waarom hebben natuurkundigen zo’n nieuwe versneller nodig?

Allereerst is er het higgsdeeltje, het deeltje dat andere deeltjes hun massa geeft, en dat in 2012 werd ontdekt dankzij de LHC. ‘Ik zeg altijd: we hebben het higgsdeeltje gezien vanuit een boot, van een afstandje. Met de FCC kun je straks aan land, het deeltje van dichtbij bekijken’, zegt Stan Bentvelsen, directeur van het Nederlands deeltjesfysica-instituut Nikhef en betrokken bij de totstandkoming van het plan waar de nieuwe deeltjesversneller deel van uitmaakt.

Dat plan spreekt eigenlijk over twee versnellers, beide onder de naam FCC, die elkaar moeten opvolgen. In de eerste, bijgenaamd ‘de higgsfabriek’, worden elektronen en positronen op elkaar geschoten. Daarbij ontstaan veel higgsdeeltjes. Volgens Bentvelsen kan die fase antwoord geven op alle belangrijke vragen uit de deeltjesfysica, mogelijk -inclusief de vraag waaruit donkere materie bestaat - een mysterieus goedje dat het heelal doordrenkt, maar waarvan niemand weet wat het precies is.

Na die higgsfabrieksfase wil men - net als in de huidige deeltjesversneller - protonen op elkaar schieten. Die grotere deeltjes hebben meer massa en leveren bij botsing gevarieerdere brokstukken op. Bovendien botsen ze bij zevenmaal hogere energie dan in de LHC. Daardoor kunnen fysici in ongekend detail de fijnste mazen van de werkelijkheid verkennen. ‘Het is ongelooflijk ambitieus, en je weet vooraf niet wat je zult vinden’, zegt Bentvelsen. ‘Misschien een bevestiging van de deeltjes die we kennen, maar je kunt ook op een compleet nieuwe wereld stuiten.’

Hoe zeker is het dat deze versneller er gaat komen?

Niet zeker. CERN heeft nu groen licht gegeven voor vervolgonderzoek naar de technische en financiële haalbaarheid, maar de organisatie geeft hiermee wel duidelijk het signaal af dat dit de kant is die ze op wil.

De belangrijkste vraag is of de financiën op tijd zullen kunnen rondkomen.

De nieuwe versneller zal naar verwachting 20 miljard euro kosten. ‘Dat is een erg hoog bedrag. De vraag is waar dat vandaan zal komen. Daar gaat het vervolgonderzoek antwoord op geven’, zegt Bentvelsen. Dat onderzoek duurt zo’n zeven jaar.

20 miljard euro - is zo’n versneller dat geld wel waard?

Of je 20 miljard veel of weinig vindt, ligt eraan hoeveel kennis je waard is, zegt CERN-directeur Fabiola Gianotti. ‘Ontdekken hoe het heelal werkt, is van onschatbare waarde.’ Toch is niet iedereen overtuigd van de noodzaak van een nieuwe versneller. ‘Ik vind het eigenlijk onverantwoord’, zegt fysicus Sabine Hossenfelder (Frankfurt Institute for Advanced Studies), een bekend criticus van de moderne deeltjesfysica, in The Guardian. ‘Waarom steken we dit geld niet in een internationaal centrum voor klimaatmodellen of voor pandemieonderzoek?’

Gianotti vindt echter dat er geld beschikbaar moet zijn voor alle wetenschap. ‘Wetenschap kost soms veel geld, maar levert de maatschappij ook altijd iets op. Bovendien is wat wij vragen nog altijd weinig als je het vergelijkt met andere, minder nobele zaken waar de maatschappij geld aan uitgeeft.’ <

Mail de redactie
Mail de redactie
Heeft u een tip over dit onderwerp, ziet u een spelfout of feitelijke onjuistheid? We stellen het zeer op prijs als u ons daarover een bericht stuurt.
Afbeelding

Voor een efficiënte landbouw moeten planten elkaar niet beconcurreren, maar samenwerken

Het denken over evolutie wordt vaak gedomineerd door ‘overleven van de sterkste’. Voor een efficiënte landbouw zijn opeengepakte planten het beste. En die manier van groeien is alleen mogelijk wanneer planten samenwerken.

Afbeelding

Poliep heeft veelzijdige straalaandrijving

Een eenvoudige poliep die in de diepzee leeft, blijkt een zeer efficiënte manier te hebben om zich voort te bewegen. Het organisme met de wetenschappelijke naam Nanomia bijuga pompt water uit aanhangsels op het lijf om zichzelf te verplaatsen.

Afbeelding

Romeinse munt met onbekende keizer blijkt toch echt te zijn

In 1713 zijn in Transsylvanië Romeinse munten opgegraven. Maar omdat op één munt een onbekende keizer was afgebeeld, werden die als vervalsingen gezien. Nu blijkt dat ze toch echt zijn.

Afbeelding

Grote trap gebruikt medicijnen

De grote trap, een kleurige vogel die vooral in Spanje en Portugal leeft, lijkt bewust planten te eten die een stof bevatten waar darmparasieten niet tegen kunnen.

Afbeelding

Coronavaccin biedt extra bescherming na doormaken infectie

Ook na doormaken van een infectie met het coronavirus is het verstandig je te laten vaccineren, blijkt uit Deens onderzoek.

Afbeelding

Drone met vleugels kan scherpe bochten maken

Drones die vliegen als een helikopter kunnen zeer goed manoeuvreren. Maar drones met een vleugel gebruiken minder energie tijdens het vliegen en kunnen dus eenvoudiger grote afstanden afleggen. Vogels combineren de efficiëntie van vleugels met een grote manoeuvreerbaarheid.