IN DEELTJESDORP

Plotseling kwam er nieuws uit het Europese deeltjeslab in Genève: vermoedelijk waren er kerndeeltjes aan het smelten gebracht. Sommige geleerden ter plaatse vonden het maar komkommernieuws....

Wie er een paar dagen is, begint de rituelen van de ontbijtgasten in het restaurant van het lab te herkennen. De middelbare Italiaan die zijn krant zorgvuldig op tafel uitspreidt en vervolgens altijd met dezelfde collega, een gesoigneerde Fransman, in gesprek raakt over statistiek. De zwijgzame Duitse hoogleraar met het potloodje tegenover een vriendelijk glimlachende vrouw, ook Duitse, die hem getypte vellen vol wiskunde toeschuift. Koffie, croissants met jam. Of de pukkelige Britse jongeling die stuurs muesli lepelt en met zijn hoofd in een ander universum lijkt te verkeren, vol botsende deeltjes en exotische krachten, ongetwijfeld.

Het is bij achten. CERN, het gemeenschappelijke Europese deeltjeslaboratorium aan de voet van de Jura bij Genève, ontwaakt. Over de hoofd-site, vlak-bij de Geneefse voorstad Meyrin, spoeden zich groepjes mensen voort met pakken papier onder hun arm, met sporttassen over de schouder, in hemdsmouwen of in windjacks, en iedereen lijkt blind de weg te weten in wat het midden houdt tussen een oeverloos kantorenpark en een reservaat voor witte supermarkthallen. Hier is sinds de jaren vijftig gebouwd, tot er nauwelijks nog lucht tussen de gebouwen paste. Alleen vanaf de hogere etages zijn ze nog te zien, de besneeuwde flanken van de Colomby de Gex en de Mont-Rond, verderop naar het noorden. Daaronder ligt ook site Prevessin, een uitbreiding met meer hallen, meer kantoren, desgewenst bereikbaar met een shuttlebus. Paspoort mee, want aan de Franse kant.

Het lab is vandaag voorpaginanieuws, al lijken in de kiosk in de centrale hal van het hoofdgebouw (eigen bank, eigen postkantoor, eigen reisbureau) niet veel extra kranten te worden verkocht. Met de immense versnellers van het lab zijn vijf jaar lang loodatomen als stormrammen op elkaar geschoten en vermoedelijk voor het eerst zijn kerndeeltjes gesmolten. Voorlichters snellen rond. Camera ploegen arriveren.

Maar elders op het lab wordt al bij voorbaat gemopperd. Komkommerfysica, veel te vaag om interessant te wezen, bromt de energieke Nederlandse hoogleraar Frank Linde over het nieuws, terwijl we met een CERN-dienstauto de poort van het hoofdterrein uitscheuren, op weg naar de schacht waar hij een nieuw apparaat test. Hij bouwt zijn detectoronderdelen voor het deeltjeslab Nikhef in Amster dam, dat hem binnenkort terughaalt naar Nederland. Om dat een hoogleraar ook wel eens gewoon aanspreekbaar dient te zijn. Tegen zijn zin, ja. Linde, vader van twee Franstalige koters, rijdt over de binnenwegen zoals hij praat: in hoog tempo, vol onaangekondigde wendingen. Na elke zin een dwingend 'Oké': volgen we nog?

De locatie is ergens aan de rand van het vliegveld van Genève, midden in de landerijen. Een bescheiden slagboom, open deuren, voor het gemak springen we over de beveiligingstourniquets. In een kubusvormige loods nemen we een lift met roestige deuren, die in één ruk tot zeventig meter ondergronds afdaalt. Het licht in de betonnen silo, vijftien meter in doorsnede en zonder zichtbaar plafond, brandt kennelijk altijd.

Ziehier, zegt Linde, de plek waar destijds de Nederlander Simon van der Meer en Italiaan Carlo Rubbia in 1984 hun Nobelprijs verdienden voor de ontdekking van het Z-deeltje en de W-deeltjes. Ziehier de plek, althans, al het andere is gesloopt. De tunnel waarin zich de lep-versneller bevindt, een ondergrondse ring van 27 kilometer lang, van de voet van de Jura tot de rand van Genève, ligt nu achter een verzegelde betonwand. Daar flitsen deeltjes op gezette tijden nog steeds in tegengestelde richtingen met de lichtsnelheid door een met magneten omringde, armdikke buis, op weg naar allesvernietigende botsingen in vier detectoren met Teutoonse namen als Delphi, opal, L3 en aleph. Het wachten is op nieuwe ontdekkingen. Nieuwe prijzen, misschien.

Linde werkt aan atlas, een van de toekomstige detectoren die botsingen moet gaan bestuderen in de nieuwe lhc-versneller van CERN. Die superversneller moet in 2005 klaar zijn, in vijf jaar tijd te bouwen in dezelfde tunnel als er nu ligt, maar zeker een factor zeventig krachtiger. Wat natuurlijk 2006 wordt, gnuift Linde. Zie je ambitieuze medewerkers maar eens zo lang vast te houden, knipoogt hij. 'Die 2005 is vooral psychologie.'

Het is je reinste hovaardij, de vragen die natuurkundigen naar Genève drijven. Wat is materie? Waaruit is ze eigenlijk opgebouwd? Wat plakt haar aan elkaar? En, vooral: waarom is het zo - en niet anders? Om uit te zoeken wat anderen als van God gegeven beschouwen, werken hier, op een terrein van pakweg zeshonderd hectare, tegen de 2800 natuurkundigen, technici en ondersteunend personeel. Plus elk jaar nog eens tegen de zevenduizend gasten, fysici vooral, betaald door zo'n vijfhonderd universiteiten. Aan die vragen wordt elk jaar bijna anderhalf miljard gulden besteed, bijeengebracht door negentien lidstaten, waaronder Nederland, dat goed is voor ongeveer 4,5 procent. Daaraan wordt evenveel elektriciteit verstookt als een kleine stad verbruikt.

De pr-vrouw van het lab, Renhilde van den Broeck, kent de even prangende als voor de hand liggende vraag. Waar het allemaal goed voor is? Ze trekt haar kast met brochures open. Deeltjesfysica leidt tot inzicht in de schepping, zeker, maar de speurtocht is een industrie op zich geworden. En dus gaat het over kankerbehandelingen met versnellers, laser-scalpels, micro-apparaten, over het World Wide Web, scanners, stralingsbestendige elektronica, supergeleidende materialen, efficiënte magneten. En afgezien van de spin-off: CERN is zelfs statutair gehouden om zijn spullen binnen de lidstaten te bestellen. 'Er vloeit dus veel van terug.'

In het hoofdcomplex wekken de lage, haveloze gangen met links en rechts afwisselend houten panelen en kantoordeuren met melkglas, onbestemde associaties. Een Frans ministerie uit de jaren vijftig? De juridische administratie uit Kafka's Der Prozess? Posters voor lang vervlogen conferenties over hoge-energiefysica nemen het laatste daglicht weg. Nu en dan glijdt er iemand voorbij. Schichtige blikken, groeten doe je hier zwijgend, want in welke taal?

Hier blijken ze inderdaad te bestaan, de werkkamers van de theoretici waar het papier metershoog op de bureaus gestapeld ligt en de schoolborden vol reeksen onbegrijpelijke symbolen zijn gekalkt. Hier en daar verraadt een kringeltje rook of een gedempt telefoongesprek de aanwezigheid van leven, een bewoner die de verblufte blikken van de passanten allang niet meer opmerkt. Of die weet hoe een buitenstaander zich een verstrooide supergeleerde voorstelt. Fotograferen? Ga uw gang.

Kamer 1-030, oudbouw. Binnen zit, ordners strak in het gelid, achter een overvol beeldscherm met piepkleine lettertjes Jaap Panman, CERN-staflid en een expert in het betrappen van neutrino's, spookachtige deeltjes waarvan er voortdurend talloze door de hele aarde met alles erop en eraan schieten zonder een spoor achter te laten. Althans, bijna.

Panman voert ons mee naar een afgesloten ruimte beneden, waar drie optische robots millimeter voor millimeter fotografische platen van een halve vierkante meter door zoeken in de hoop er nu en dan toch een karakteristiek spoortje op aan te treffen. Tot nog toe is er, ondanks jaren meten, niks gevonden. Maar er staan nog bakken materiaal klaar, en groepsleider Panman, die evengoed de fysica van zijn promovendi bewaakt als het rekenbudget van zijn groep, is vastbesloten de speurtocht helemaal af te maken. 'Al trekken management en ook studenten vaak liever naar iets nieuws.'

In het labrestaurant schept de Zwitserse kok met nauwverholen tegenzin rijst en goulash op de borden van de lange rij deeltjesvorsers, die er nauwelijks acht op slaan. Er wordt bier gedronken. Wat verder in het lab nauwelijks een rol speelt, nationaliteit, beheerst gedurende de lunch de tafelschikking. Italianen en Spanjaarden, waaronder opvallend veel vrouwen, klonteren samen in de achterzaal. Serieuze Fransen schudden elkaar de hand en beginnen diepe t*te-...-t*tes. Alleen een groepje jonge Nederlandse promovendi viert luidruchtig de verjaardag van een Belgische collega. Hij krijgt een badeendje. Voor op zijn bureau.

Deeltjesfysica, zegt Panman ernstig over de genoegens van zijn vak, is vooral aantrekkelijk simpel. 'Eenvoudig, overzichtelijk. In de zin dat je eigenlijk naar heel heldere processen kijkt, deeltjes die om bepaalde redenen veranderen in andere deeltjes. Wat het ingewikkeld maakt, is dat er van alles en nog wat gebeurt als je twee deeltjes hard op elkaar schiet. Dus moet je dat heel vaak herhalen en hopen dat je tussen miljoenen gebeurtenissen jouw piekje zult kunnen herkennen.'

Wat geen sinecure is, zo beseft degene die na de zoveelste gang door tourniquets en stralingssluizen en eindeloze afdalingen in de lift eindelijk oog in oog staat met L3, een deels door Nederlanders gebouwde deeltjesdetector. Wie kleine brokstukken wil maken, moet kennelijk onwaarschijnlijk hard slaan. Zo hard als de oerknal, ongeveer.

Op papier kennen we het principe: in de pijp, door het hart van het apparaat, vliegen van twee zijden deeltjes aan die in het midden op elkaar botsen. De brokstukken, straling en nieuw verschenen deeltjes worden getraceerd in de detector die om de plaats van botsing sluit als een hermetische vuist en opgebouwd is als een ui, met meetapparaten die elkaar steeds omvatten. In sommige brengen deeltjes flitsen teweeg. In andere geven ze elektrische ontladingen. En alles is gericht op het zo exact mogelijk bepalen waar het signaaltje vandaan komt. Met computers is dan achteraf de baan van een ontsnappend deeltje te reconstrueren, die hun identiteit verraadt.

Dat klinkt overzichtelijk, maar de aanblik van het echte apparaat is overweldigend. De verhouding tussen het instrument en wat er gezocht wordt, is haast pervers.

De twaalf meter grote l3-cilinder ligt als een opengewerkt ruimtevaartuig in de betonnen grot, aan alle kanten omgeven door bundels van vele honderden rode, gele, blauwe kabels en kabeltjes. Pompen rochelen, dampende pijpen met koelvloeistoffen verdwijnen in het binnenste. De schillen van de ui blijken in werkelijkheid pakketten van een halve meter staal of aluminium, die bij nadere beschouwing zijn volgepakt met ragfijne draden, waaiers van chips, elk zo groot als een hand, glasheldere plakken kunststof met bossen glasvezelkabel waarin elk passerend deeltje een lichtflits zal maken. Technici en enkele experimentatoren sleutelen hier en daar vanaf loopbruggen aan onderdelen, nietige figuren in een explosie van techniek.

Elders in het ondergrondse complex staat in de con trolekamer van l3, een zaaltje met talloze monitoren op de omringende wanden, op de centrale tafel een antieke telefoon vol chroom en hout. 'S. Ting', is er met Typex achter op de goedkope bureaustoel bij het apparaat gekwast. Naar Nobel prijswinnaar Sam Ting, geestelijk leidsman van l3 en gebrand op een te allen tijde vrije lijn naar de controlroom van de versneller, de levensader immers van zijn detector.

Een kilometer of wat verderop, op site Prevessin midden in de lep-ring gaat versnelleroperator Michael Jonker zitten in zijn bovengrondse controlekamer, een jongensachtige veertiger met een wat tragikomische glimlach. De versneller ligt sinds december stil. In de winter is de Franse elektriciteit te duur om in het opjutten van deeltjes te steken. De ruimte is verlaten, zoals talloze loodsen en werkkamers op het terrein. Op hoogtijdagen zitten hier een man of drie, vier, rond de klok in ploegendienst met de vingers aan de knoppen van het grootste wetenschappelijke instrument ter wereld. Met veel koffie en het tevreden gevoel aan Iets Groots mee te werken.

De precisie van de hele operatie gaat elk voorstellingsvermogen te boven. Elektronen worden hemelsbreed zes kilometer verderop, in een anonieme loods op site Meyrin, losgemaakt uit een simpel gloeidraadje, daarna versneld met elektrische velden, verder opgejaagd in twee kleinere versnellerringen, de ps en de sps en uiteindelijk losgelaten in de grote lep-ring.

Maar niet zomaar, schetst Jonker op een blaadje, op exact de goede momenten, zodat in de kilometers lange ring vier gestaag groeiende pakketjes deeltjes op precies gelijke afstand rondvliegen met nagenoeg de lichtsnelheid. Er tegenin vliegen nog eens vier pakketjes anti-elektronen. Het vergt timing tot in de miljardsten van seconden.

Als alles goed gaat, slaan de vier wolkjes versnelde elektronen op exact hetzelfde moment in op een tegemoetkomend wolkje anti-elektronen, precies in het hart van de vier detectoren in de ring. Zo'n tienduizend keer per seconde gebeurt dat, met misschien een paar duizendste millimeter speling. Computers beheersen het grootste deel van het proces. 'Maar uiteindelijk zit de operator nog steeds met de vingers aan de knoppen', zegt Jonker haast nonchalant. Hijzelf werkte al over de hele wereld in de deeltjesindustrie. Nederland zegt hem weinig meer.

Over anderhalve maand, in april, begint het laatste seizoen met de huidige, alweer tien jaar oude, versneller, de lep. Waarschijnlijk gaat in september de stekker uit alle opstellingen, worden de tunnel en de meeste experimenten geruimd, en begint de bouw van een nieuwe, tientallen malen krachtiger lhc-versneller.

Hoewel, september? Fysicus Jan Timmermans van het Delphi-experiment in lep weet wat hem het komende jaar te doen staat, het jaar dat hij zelf de democratisch gekozen spokesman van het experiment zal zijn, een begerenswaardige erebaan. Hij kent de omgeving van CERN goed, verbleef er in de jaren zeventig al eens toen de kinderen nog niet naar de middelbare school gingen. Hij is op huizenjacht, liefst St. Genis Pouilly. Natuurkunde komt binnenkort wel weer.

Want er is hoop. 'We hebben de toezegging dat we tot ergens in november kunnen doordraaien als rond de zomer serieuze aanwijzingen voor het Higgsdeeltje zijn gevonden. Bij de huidige energie hebben we nog niks gezien. Maar wie weet wat we zien als we komend voorjaar helemaal tot het uiterste gaan.'

Daar is hij dan, de Heilige Graal van het versnellervolkje op CERN: het Higgsdeeltje Voortdurend zingt die naam door de wandelgangen van het laboratorium, geruchten erover flitsen per e-mail de wereld over, op de hielen gezeten door de relativeringen van de vermeende ontdekkers.

De huidige modellen van de deeltjesfysica, legt hoogleraar Frank Linde ergens onderweg uit, hebben een hinderlijk open einde. Talloze eigenschappen van deeltjes zijn ermee te begrijpen, maar niet wat ze wegen. 'Dat kan allemaal puur toeval zijn, maar daar houden we niet van. Oké? Als je aanneemt dat de ruimte gevuld is met een soort stroop, die sommige deeltjes harder hindert dan andere als je ze versnelt, oké? Dan begrijp je beter waarom hun massa's zijn wat ze zijn, oké?' Wat leidt tot de vervolgvraag waarom die Higgsstroop, waarvan het gelijknamige deeltje een bestanddeel zou zijn, de één meer hindert dan de ander. Maar het is een begin.

Alleen: de Higgs is spoorloos. Al jaren wordt er in Genève en concurrerende laboratoria in de wereld naar gespeurd tussen de brokken van de zwaarst denkbare deeltjesbotsingen, en al jaren is er niets. Wat, een fysicus is niet voor een gat te vangen, vooralsnog betekent dat het meer energie vergt om het te maken, dan tot nog toe kan worden opgebracht. De nieuwe lhc-versneller, een machine die meer dan zes miljard gulden gaat kosten, zal die moeiteloos kunnen aanleveren. Hoopt men.

Maar voor Arjen Verweij, expert in supergeleidende magneten die ooit rechtstreeks van de universiteit Twente in het Geneefse lab belandde en er nu een testlab runt, is het nu al hoogtij. In de nieuwe versneller zorgen twaalfhonderd ijskoude, vijftien meter lange magneetspoelen voor een ongekend sterke afbuiging die zelfs de snelste protonen nog in de bundellijn kan houden. Verweij werkt in een hangar waar alles - van de meetapparatuur tot de fris geverfde vloeren - geloof in de toekomst uitstraalt, aan de kwaliteitscontrole van de zevenduizend kilometer supergeleidende draad die enkele fabrikanten op CERN-aanwijzingen aanmaken en die elders tot de unieke spoelen gewikkeld zullen worden. Regelmatig staat hij hoogstpersoonlijk in Italië bij een koperfabriek in de productiehal. Om de boel op de rails te houden. Vorstelijke ontvangsten zijn dat.

Een dagtaak heeft hij eraan, temidden van hoogspanningsstations en ketels vol vloeibaar helium van net niet het absolute nulpunt. En dat, zegt de voorkomende CERN-ingenieur, is het best bewaarde geheim van CERN: het is geen deeltjeslab met een werkplaats, maar een werkplaats met een deeltjeslab. 'Het kost immens veel werk voordat je ook maar één meting doet, de natuurkunde is bijna een spin off van de techniek die het allemaal maar mogelijk moet maken.' In een tweede hal laadt een dieplader een van de eerst supermagneten af. Een scheepskraan brengt het gevaarte een half voetbalveld verder in positie bij een teststation waar ijskoud helium uitwolkt, technici beginnen direct koppelingen vast te schroeven. Verweij schudt de Franse werklui allemaal de hand. Traditie, oponthoud uit levensbelang.

In de servicetunnel, parallel aan de versneller bij het deels Nederlandse L3-experiment, houdt technicus Gerard Faber even zijn pas in. Een man van weinig woorden met een baard en een windjack, Nederlander, maar als versnelleringenieur al jaren in dienst van de universiteit in Zurich. CERN, zegt Faber, vergt uiterste zelfdiscipline. 'Het kost geen enkele moeite hier dag en nacht door te gaan. Verre weg de meeste fysici komen een week of een paar maanden. Die hebben hier niks anders te zoeken dan natuurkunde, detectoren en versnellers. Die bl¡jven dus bezig, en ze verwachten dat ik hetzelfde doe. Soms moet je gewoon nee zeggen. Niet tegen je baas, want zo werken we hier niet, we zijn geen leger. Nee, gewoon tegen degeen die het je vraagt. Dat kan pijnlijk zijn.'

Faber coordineert het ontwerp van de toekomstige cms-detector, het tweede grote meetapparaat bij de nieuwe lhc-versneller, dat atlas moet controleren en beconcurreren. Beide teams huizen in de twee helften van dezelfde nieuwbouw onder architectuur, haast een unicum op het Meyrin-terrein. In de gemeenschappelijke hal beneden is een trendy koffiebar, omringd door kartonnen schaalmodellen van detector-onderdelen, die een indruk van maten en gewichten moeten geven. Elders staan, minder openlijk, in uitgestorven hangars al onderdelen op ware grootte.

Boven treffen we een feestje op Fabers afdeling. Met Belgische biertjes spoelen zijn collega's, Duitsers, Fransen, de gedroogde vis weg die een Russische gast heeft meegebracht. De bremzoute vis, recht van het knipmes, is de aanleiding en het feest tegelijk. Al het andere is nog toekomst.

In een van de anonieme gebouwen op het CERN-terrein deelt promovendus Robert van Gulik een krappe werkkamer met een Belg en een Indiër. Papier is overal. Van Gulik werkt met een walkman op. Mariah Carey. Dag in dag uit speurt hij met computerprogramma's tussen de miljoenen botsingen die in de loop der jaren in lep door talloze collega's zijn verzameld, naar aanwijzingen voor een nog ongezien deeltje, waarop hij zijn zinnen heeft gezet: eta-b.

De zonwering buiten het raam is dicht, op de ruiten zijn hier en daar vellen papier geplakt om binnenvallend licht uit de beeldschermen te houden. Op Van Guliks monitor staat een pluchen hertje, cadeau van zijn vriendin in Nederland. Hijzelf woont deze anderhalf jaar in een flatje net over de grens. Zoals veel CERN-medewerkers, zij het doorgaans in riantere huizen, want Frankrijk is goedkoper dan Zwitserland. Klinkt meer naar vakantie, ook. In de weekends snowboardt hij, met een groepje Nederlandse collega's, vrienden inmiddels. Of met de CERN-skiclub, een van de grootste particuliere in Zwitserland. En vaak, heel vaak, is hij gewoon op het lab. Bij de L3-detector voor zijn shift in de ploegendienst. Of ploeterend aan zijn analyses. In het gezelschap van de Belg en de Indiër, meestal. 'Altijd al van gedroomd', zegt hij.

Middernacht. Maanlicht kleurt de besneeuwde flanken in de verte bleekblauw. Dichterbij zijn in het uitgestrekte doolhof van de hallen en gebouwen van de Meyrin-site nog altijd schimmen achter diverse verlichte ramen zichtbaar. De bar in het restaurant is inmiddels nagenoeg verlaten, de barman poetst langdurig theelepeltjes voor het ontbijt van morgen. Schikt dan nogmaals de appels.

Beneden op het parkeerterrein klinken stemmen. Drie mannen wankelen aangeschoten tussen de auto's door, verwikkeld in een luidruchtig dispuut. Theatrale gebaren, schouderklopjes. De woorden reiken niet tot ons raam. Is het Italiaans? Frans?

Het blijkt Engels, maar het doet er niet toe. Het gaat over natuurkunde. Waarover anders, hier?

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.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden