Nieuws megaversneller

Cern onthult plannen voor nieuwe megaversneller van 100 kilometer

Het zong al een tijdje rond, maar nu heeft deeltjesfysica-instituut Cern zijn officiële plannen gepresenteerd voor een nieuwe deeltjesversneller. Die megaversneller moet honderd kilometer lang worden, bijna viermaal groter dan de huidige Large Hadron Collider.

Zo gaat het binnenste van de Future Circular Collider eruitzien, de opvolger van de deeltjesversneller Large Hadron Collider bij fysica-instituut Cern. Het apparaat moet nog onbekende uithoeken van de natuurkunde in kaart brengen. Beeld Cern

Een cirkelvormige racebaan van 100 kilometer waarbinnen deeltjes zo onder het meer van Genève doorschieten. Dat is het plan dat Cern onthulde in een nieuwe ontwerpstudie voor de zogeheten Future Circular Collider (FCC).

Die versneller moet de opvolger worden van de Large Hadron Collider (LHC), die na aanpassingen overigens nog tot 2040 metingen kan verrichten. De LHC is het pronkstuk van de huidige deeltjesfysica, de natuurkundetak die het tot zijn missie maakt om de allerkleinste bouwsteentjes te vinden waarvan alles om ons heen is gemaakt.

Zijn grootste succes kende de LHC in 2012, toen fysici in de versneller het langgezochte higgsdeeltje ontdekten. Dat deeltje wordt breed beschouwd als het laatste ontbrekende puzzelstukje van het zogeheten standaardmodel, de natuurkundetheorie die alle deeltjes en hun gedrag in een enkele wiskundige formule giet.

Toch menen fysici dat er meer moet zijn dan alleen het standaardmodel. Zo bevat de theorie bijvoorbeeld geen beschrijving van de zwaartekracht. Om dat soort kwesties op te lossen, is meer onderzoek nodig.

Brokstukken

Bij deeltjesfysici leeft de hoop dat wanneer ze deeltjes met steeds meer energie op elkaar schieten, in de brokstukken vanzelf een keer nieuwe, nog onbekende exemplaren opduiken. Daarnaast kan een sterkere versneller de eigenschappen van het higgsdeeltje nauwkeuriger in kaart gaan brengen. Dat staat bij de bouw van de FCC bovenaan de verlanglijst.

Updates maakten de huidige LHC steeds een beetje sterker. Op termijn loopt men met de huidige versneller echter tegen een grens op. De FCC zal door zijn grotere formaat deeltjes met grofweg tienmaal meer energie op elkaar kunnen schieten dan het maximum van de LHC.

De nieuwe versneller gaat zo’n 24 miljard euro kosten, schrijven de fysici in hun ontwerpstudie. Negen miljard daarvan gaat naar de eerste ontwikkeling van de versneller en de aanleg van een nieuwe ondergrondse tunnel. Een geplande update waarmee later ook andere deeltjes op elkaar geschoten kunnen worden, kost nog eens 15 miljard.

FCC-polonaise

Hoewel de meeste fysici enthousiast zijn over de nieuwe versneller, is niet iedereen overtuigd. ‘Men loopt op Cern te veel de FCC-polonaise’, reageert deeltjesfysicus Nicolo de Groot van de Radboud Universiteit in Nijmegen. ‘Ik ben er niet van overtuigd dat dit de best mogelijk machine is en ook niet dat Genève daarvoor de beste locatie is. Tunnels graven is er bijvoorbeeld veel duurder dan elders.’

Volgens De Groot hebben andere typen versnellers meer potentie. Een investering in de FCC zou ervoor kunnen zorgen dat die technologieën minder snel ontwikkeld worden. 

Eén van de opties waar hij op doelt is de zogeheten Plasma Wakefield-versneller. Terwijl de LHC en FCC deeltjes versnellen met magneten, surfen ze in dat experimentele versnellertype op plasmagolven. ‘Je kunt dan met een versneller van een kilometer dezelfde energieën bereiken als met de FCC’, zegt De Groot. 

Die technologie staat nog wel in de kinderschoenen. ‘We weten dat het werkt op korte afstanden en met kleine hoeveelheden deeltjes, dus meer onderzoek is zeker nodig.’ Maar, benadrukt hij: daarvoor is voldoende tijd. ‘De LHC gaat nog 15 jaar mee. We hebben pas een paar procent van de data verzameld die we eruit kunnen halen. We kunnen nog wel even wachten.’

Aan de FCC-ontwerpstudie schreven ruim 1.300 onderzoekers mee van meer dan 150 universiteiten. Het document moet bijdragen aan een discussie over de toekomst van het Europese deeltjesonderzoek. In 2020 moeten de conclusies bekend worden. Een eventueel besluit over de bouw van de FCC volgt pas later.

De nieuwe versneller schiet onder meer onder het meer van Genève door. Beeld Cern
De tunnel voor de nieuwe versneller komt zo'n driehonderd meter onder de grond te liggen. Beeld Cern
De nieuwe versneller schiet onder meer onder het meer van Genève door. Beeld Cern
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.