De deeltjesversnel
ler van CERN
heeft zijn doel be
reikt: het myste
rieuze Higgs-deel-
tje is gevonden,
een van de laatste
nog niet bewezen
bouwstenen van
de natuur. Hoe nu
verder?
8 SPECTRUM
reportage
(6
ti
De bewoners van
het bijbelse Babel
maakten het on
mogelijke moge
lijk. Ze bouwden
een toren die tot
in de hemel reik
te en wekten daarmee Gods toorn. Hij
zaaide verdeeldheid en de bouw van
de toren werd gestaakt. Het mocht
niet baten. In de 21e eeuw heeft onze
hoogmoed een nieuw hoogtepunt be
reikt, in de vorm van de deeltjesver
sneller onder het grensgebied tussen
Zwitserland en Frankrijk.
Alles wat de mens vermag, is samen
gebald in de Large Hadron Collider
(LHC), zoals de deeltjesversneller offi
cieel heet. Hiermee toonde CERN,
een collectief van duizenden fysici, in
de zomer van 2012 het bestaan van
het magische Higgs-deeltje aan. De
ontdekking werd vorige maand be
kroond met de Nobelprijs voor de na
tuurkunde voor Peter Higgs en colle
ga Francois Englert, die het bestaan
van het deeltje als eersten voorspel
den. De derde Higgs-ontdekker, Ro
bert Brout, was al overleden.
Omdat de LHC tot begin 2015 buiten
werking is in verband met onder
houd, organiseert CERN (Conseil Eu-
ropéen pour la Recherche Nucléaire,
Europese Raad voor Kernonderzoek)
nu op kleine schaal excursies. Wie
midden in de tunnel staat, 100 meter
onder de grond, beseft pas echt welk
waanzinnig wonder zich hier heeft af
gespeeld. De deeltjesversneller be
staat in de kern uit twee metalen bui
zen met een lengte van 27 kilometer
en een doorsnede van slechts een
paar centimeter. Daar worden deeltjes
doorheen geschoten, meestal proto
nen, met het doel ze te laten botsen.
De protonen bereiken een snelheid
die in de buurt komt van de lichtsnel
heid, ruim 1 miljard kilometer per
uur. Voor het goede begrip: dat bete
kent dat ze de 27 kilometer lange tun
nel 10.000 keer pier seconde ronden.
Boven de grond doet weinig de tech
nologische wonderen vermoeden.
CERN mag dan een jaarlijks budget
van zo'n 1 miljard euro hebben, bijeen
gebracht door de Europese belasting
betalers (Nederland betaalt 50 mil
joen euro), het geld wordt niet be
steed aan ijdeltuiterij.
De 12.000 wetenschappers doen hun
werk, wanneer ze niet in een van de
tunnels of aan bijbehorende experi
menten werken, in lage, witte gebou
wen die voor het grootste deel nog uit
de jaren vijftig stammen, de periode
dat CERN werd opgericht. Het dood
saaie terrein, iets ten westen van
Genève, is 's avonds maar matig ver
licht en het enige vertier bestaat uit
twee restaurants die nog het meest
aan oude schoolkantines doen den
ken. De ingangen worden bewaakt
door suppoosten. Niemand die om de
weinig glamoureuze omgeving maalt.
Het is de lokroep van de pure weten
schap die de fysici naar CERN drijft,
de nieuwsgierigheid. Wie zijn wij?
Waar zijn we van gemaakt? Hoe is het
heelal ontstaan? Ook wanneer Pakista-
nen, Nederlanders en Chinezen hun
maaltijd nuttigen, zijn het deze vra
gen die de tongen roeren. Ie werkt
niet op CERN om de tijd te doden,
maar om het leven beter te begrijpen.
Het is 'ongelooflijk prettig' om in zo'n
omgeving te werken, zegt Nicolo de
Groot. De hoogleraar natuurkunde
verdeelt zijn tijd tussen de Radboud
Universiteit in Nijmegen en CERN,
waar hij een radertje was in het pro
ces dat leidde tot de ontdekking van
de Higgs-boson (het kleinst denkbare
deeltje). De Groot trekt de vergelij
king met The Office, de comedyserie
die de perikelen op een kantoor in
beeld brengt. „Dat je naar je werk gaat
met geen ander doel dan elkaar dwars
te zitten. Dat is echt het tegendeel
van wat hier gebeurt. Hier zijn alleen
maar slimme mensen, met allemaal
hetzelfde doel. Als er een probleem is,
lossen we dat op."
Onder de grond vinden op vier plaat
sen experimenten plaats, die luisteren
naar de namen ALICE, ATLAS, CMS
en LHCB. Ze doen in hun uiterlijke
complexiteit nog het meest denken
aan ruimteschepen. Alles is volge
bouwd met magneten, stellages, be
drading, registratiemateriaal, trappen,
buizen, computers en metalen platen.
Hier botsen normaal gesproken de
deeltjes. De enorme magneten, soms
manshoog, zorgen dat de protonen de
juiste baan volgen. Machtige detecto
ren registreren alles wat er na de bot-
Met deze -
versneller
kunnen we
nog tien tot
vijftien jaar
vooruit Dan
moet er iets
anders gaan
komen
Bij CERN
werken
alleen maar
slimme
mensen,
met
allemaal
hetzelfde
doel
sing gebeurt. In welke deeltjes vallen
de protonen uiteen? In welke richting
gaan de quarks, muonen en fotonen?
Met welke snelheid? Computers selec
teren iedere seconde vijfhonderd bot
singen uit de vele miljoenen die in
dat tijdsbestek plaatshebben. Alleen
de echt bijzondere exemplaren wor
den nader onderzocht. Op deze ma
nier is in juli 2012 het Higgs-deeltje
ontdekt. Bij een klein aantal botsin
gen ontstond een beeld dat alleen ver
klaard kon worden met de theorieën
van Higgs en Englert. Daarmee werd
de standaardtheorie van de deeltjesfy
sica sluitend. Elementaire deeltjes blij
ken hun massa inderdaad te ontlenen
aan het Higgs-veld.
Op het prikbord van het restaurant ge
tuigen krantenknipsels van de ontdek
king, die de hele wereld over ging. Er
zijn uitbundiger manieren denkbaar
om het absolute hoogtepunt in decen
nia deeltjesfysica te vieren.
Misschien zorgt de ontdekking ook
wel voor enige weemoed in de harten
van de onderzoekers. Jarenlang werd
toegeleefd naar dat ene doel, naar be
vestiging van al datgene waar ze al
tientallen jaren aan werkten. De LHC
is er speciaal voor gebouwd.
Valt met de vondst van het Higgs-
deeltje het bestaansrecht van de deel
tjesversneller niet weg? Waarom zou
het door crisis getroffen Europa nu
nog honderden miljoenen euro's per
jaar vrijmaken voor deze speeltuin
van deeltjesfysici? Het is een teken
aan de wand dat landen als Spanje,
Portugal en Griekenland maanden
achterlopen met hun bijdrages. Hoe
lang duurt het nog voordat Nederland
de 50 miljoen euro uit de overheidsbe
groting schrapt?
CERN staat op een kruispunt, stelt
Paul de Jong, terwijl hij uitkijkt op de
imposante machinerie van het ATLAS-
experiment. De Jong is hoogleraar in
Amsterdam en onderzoeker bij het
Nikhef, de organisatie die namens Ne
derland wetenschappers afvaardigt
naar Genève. „De vraag is of we de
plek die CERN nu inneemt, willen be
houden. Hier zitten de beste weten
schappers van de wereld, er is nergens
iets vergelijkbaars. Maar met de huidi
ge deeltjesversneller kunnen we nog
tien tot vijftien jaar vooruit. Dan
moet er iets anders gaan komen."
Zoeken naar
iets wat we
niet kennen
door Sander van Mersbergen
Paul de Jong
Nicolo de Groot
