Een gigantisch apparaat meet de allerkleinste deeltjes waaruit alle materie bestaat

Blauw licht, manshoge metalen platen, een wirwar van kabels. Deze foto ziet eruit als een machine uit een sciencefictionfilm. En dat is niet eens zo gek ver van de waarheid. Dit is de Compact Muon Solenoid (CMS), een van de meest geavanceerde wetenschappelijke meetinstrumenten op aarde. Het prijskaartje is er naar: zo’n half miljard euro.

De CMS is onderdeel van de Large Hadron Collider (LHC), de 27 kilometer lange, ringvormige deeltjesversneller van onderzoeksinstituut CERN bij Genève. Hier, tientallen meters onder de grond, onderzoeken natuurkundigen deeltjes kleiner dan een atoom, die de bouwstenen vormen van alle materie om ons heen.

Daartoe laten ze protonen, de minuscule atoomkerndeeltjes, rondjes vliegen. Als deze bijna de lichtsnelheid hebben – 300.000 kilometer per seconde – laten de wetenschappers ze op elkaar laten botsen.

Die botsingen vinden plaats in het binnenste van de gigantische CMS-detector op de foto (hier even geopend vanwege onderhoud), vlak achter de onderhoudsman met het rode shirt. De protonen schieten dan uit de blauwe dunne staaf die naar zijn buik wijst, recht op tegenliggers af die van de andere kant komen.

Door de knal spatten ze uit elkaar en kunnen wetenschappers een glimp opvangen van de wegschietende brokstukken: nóg kleinere deeltjes, met exotisch klinkende namen zoals muonen, leptonen, en het befaamde Higgsdeeltje.

De CMS – bomvol meetapparatuur – meet vervolgens hun eigenschappen. De binnenste blauwverlichte ring bepaalt hoeveel energie de deeltjes hebben; de donkergrijze rand eromheen is een magneet die hun elektrische lading vaststelt. De allerbuitenste ring – die met de manshoge platen – detecteert de muonen, geladen deeltjes die zich zelfs niet door een paar meter staal laten tegenhouden

Wie een eigen deeltjesdetector wil, maar geen half miljard op de bankrekening heeft staan, kan er zelf een bouwen, voor tweeduizend euro. Hij is dan wel vijftig keer zo klein, en van Lego.