actualiteitsforums - Enkele post bekijken - Reuzenversneller klaar voor actie

Naarstig op zoek naar massa

Fysici over de hele wereld richten hun blik op Genève. Daar wordt vanaf vandaag nieuwe natuurkunde ontdekt. Anderen vrezen het einde der tijden.

Het is een machine van superlatieven. Erin is het kouder dan in de verste uithoeken van het heelal, soms ook heter dan in het binnenste van de zon en leger dan waar ook in het zonnestelsel. Het is het grootste en duurste wetenschappelijke experiment ooit. De machine heeft vier miljard euro gekost. Duizenden wetenschappers en technici hebben er twintig jaar aan gewerkt.

In een tunnel van 27 kilometer omtrek, tot 175 meter diep onder het Jura-gebergte, moeten duizenden supermagneten experimenten in goede banen leiden en staan detectoren, groter dan het Paleis op de Dam, klaar om elke gebeurtenis te registreren.

Vandaag wordt de nieuwe deeltjesversneller bij Genève, de Large Hadron Collider (LHC), voor het eerst opgestart. Het is nog een test: in de loop van de ochtend wordt een pakketje protonen, zo’n miljard stuks, de tunnel rondgejaagd. Botsen zullen deze elementaire deeltjes nog niet, of ze moeten op wat achtergebleven gassen stuiten.

Maar dat gaat snel veranderen. Naar verwachting wordt de energie van de protonen in een paar weken opgevoerd en schiet de LHC zijn grote tegenstrever in de Verenigde Staten voorbij. Nu is het Tevatron nabij Chicago nog de krachtigste deeltjesversneller met botsingsenergieën tot 2 TeV (tera-elektronvolt). De LHC heeft een ontwerpmaximum van 14 TeV en zal, als er geen gekke dingen gebeuren, over een week of zes al op 10 TeV zitten.

Dat opent nieuwe werelden voor de fysica. De eerste trofee die daar gevonden zou moeten worden, is het Higgs-deeltje. Dat is ruim veertig jaar geleden bedacht door de Schotse fysicus Peter Higgs, als oplossing voor een pijnlijk hiaat in de theorie. Die theorie, het zogeheten Standaard Model, beschrijft perfect het gedrag van elementaire deeltjes en hun wisselwerking, maar komt in de problemen zodra je een deeltje massa geeft. In de wereld van het Standaard Model bestaat massa niet.

Higgs suggereerde daarom in 1964 dat de ruimte is gevuld met een stroperig veld: zware deeltjes worden in zo’n veld meer afgeremd dan lichte, en dat zou je als massa kunnen interpreteren. Volgens de wetten van de moderne natuurkunde hoort bij zo’n veld altijd een deeltje, het Higgs-deeltje in dit geval.

De voorganger van de LHC, de LEP, leek acht jaar geleden al een glimp van het Higgs-deeltje op te vangen, maar de versneller werd uitgeschakeld voordat er een hard bewijs was. De weg naar eeuwige roem leek toen vrij voor de fysici van het Tevatron, maar door opstartproblemen en wellicht ook het te geringe vermogen van de versneller, hebben de Amerikanen de vlag vooralsnog niet kunnen uitsteken.

De LHC zal het Higgs-deeltje vinden, geen fysicus die daaraan twijfelt. Tenminste, als het deeltje bestaat. Sommige natuurkundigen kijken al vooruit naar andere vondsten na Higgs, anderen hopen dat het gezochte deeltje helemaal niet bestaat. Dat zou de natuurkunde pas echt interessant maken.

Maar dan zou er wel een ander probleem zijn. De financiers van de LHC hebben hun miljarden niet gestoken in de zoektocht naar een deeltje dat niet bestaat.

Trouw, 10-09-2008