Botsende loodkernen laten oerknal herleven in Genève

Het is net niet de echte oerknal, maar heel ver zal deeltjeslab Cern er tussen nu en Kerst niet vandaan zijn. In de LHC-superversneller zoeven vanaf komende week geen protonen meer rond, op zoek naar nog meer Higgsdeeltjes, maar hele loodatomen. Als die frontaal botsen ontstaat een hete soep van deeltjes die een oogwenk na den beginne ook bestaan moet hebben.

Deeltjes spatten weg na frontale botsing van loodatomen.Beeld alice / cern

Voor de botsingen kan gebruik worden gemaakt van de verdubbelde energie waarmee de LHC nu draait, na een upgrade van jaren. De loodatomen krijgen daardoor tweemaal zoveel energie als bij eerdere experimenten in Genève. Niet alleen worden protonen en neutronen in de kernen zo harder dan ooit tegen elkaar gesmakt. Zelfs de inwendige bouwstenen van de kerndeeltjes, quarks en gluonen, worden door elkaar geklutst tot ziedend plasma.

Die toestand moet ooit de oersoep van het heelal zijn geweest, voordat er zoiets als materie ontstond, zegt de Nederlandse fysica dr. Marta Verweij van de grote CMS-detector op Cern. Zij legt de laatste hand aan een software detector om die zo gevoelig mogelijk te maken voor de loodbotsingen.

De dubbele energie, legt Verweij uit, brengt echter niet zozeer de oerknal dichterbij. Wel wordt het beeld van wat er gaande is veel helderder, verwacht ze. 'Wat we eigenlijk doen is het plasma doorlichten met de snelste deeltjes die in de botsing zelf ontstaan. Die worstelen zich een weg door het plasma en vertellen ons in de detector wat ze zijn tegengekomen.'

De CMS-detector van CERN.Beeld afp

Het doel

Het doel, zegt de onderzoekster, is uiteindelijk te begrijpen hoe de overgang van oersoep naar materie is verlopen. 'Dat het quark-gluonplasma bestaat, is aangetoond. Nu gaat het om de details van wat er is gebeurd.'

Daarbij biedt de natuur volgens theoretici vermoedelijk de helpende hand. Bij de hoge botsingsenergie zullen voor het eerst ook zogeheten top-quarks worden vrijgemaakt. Die kunnen als geen ander door het plasma heen schijnen, hoopt Verwij. De komende weken zal ze geregeld in de controlekamer van CMS meekijken wat er aan data binnenkomt.

Ze is niet de enige. Ook Atlas, de andere grote Cern-detector die aan de LHC staat, kijkt naar de loodbotsingen, net als de kleinere LHCb-detector. Het hoogst zijn de verwachtingen gespannen bij Alice, een detector die speciaal voor zware botsingen is bedacht. Dr. Marco van Leeuwen van de Universiteit Utrecht, die er werkt, zegt vooral verheugd te zijn over de tienmaal hogere intensiteit van de botsingen in de nieuwe versneller. 'Dat geeft misschien ook zicht op wat zeldzamer processen.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden