Wellicht toch geen kosmische ramp bij Genève

Dit najaar gaat in Genève een nieuwe deeltjesversneller in gebruik. Doemdenkers vrezen dat hij een ‘zwart gat’ zal produceren. Maar daarvoor blijkt geen grond.

Margriet van der Heijden

Als aan het einde van deze zomer de grote, nieuwe LHC-versneller bij het CERN in Genève gaat proefdraaien, loopt de aarde geen gevaar. En ook als deze versneller in de loop van volgend jaar op volle kracht draait, zal de aarde niet vergaan.

Dat nieuws bracht het CERN, het Europees centrum voor deeltjesonderzoek, dit weekeinde naar buiten in de vorm van een veiligheidrapport.

In het rapport lopen vijf theoretische fysici de doemscenario’s na, die in verband gebracht zijn met de LHC-versneller. In die versneller zullen protonen (kerndeeltjes) met voor aardse begrippen ongeëvenaard hoge energieën frontaal op elkaar botsen. De botsingsfragmenten moeten daarna nieuwe inzichten geven in de elementaire deeltjes en de fundamentele krachten daartussen, die samen aan de basis van de kosmos liggen.

Maar met wat fantasie zijn ook pessimistischer scenario’s denkbaar. Dat tijdens de deeltjesbotsingen microscopisch kleine zwarte gaten worden geproduceerd bijvoorbeeld. Als die, tegen de verwachting in, niet meteen verdampen, kunnen ze gaan groeien. Dan voeden ze zich eerst met de versneller en daarna met de rest van de aarde.

Nog zo’n naargeestig scenario is dat er exotische deeltjes worden geproduceerd, zogeheten strangelets, die in een kettingreactie alle aardse materie in ‘strange matter’ omzetten. En die zo onze aardbol in een doodse klomp veranderen.

Voor wie dat nog niet wist: deze scenario’s staan hoog op de lijstjes van doemdenkers. Hun angst leidde zelfs tot concrete actie: in maart van dit jaar spanden Luis Sancho, Spaans wetenschapspopularisator, en Walter Wagner, stralingsdeskundige en beheerder van een botanische tuin op Hawaii, een proces aan tegen het CERN. De twee mannen vroegen de rechtbank op Hawaii om een verbod op het aanzetten van de LHC-versneller. Want de risico’s, zeiden zij, warendoor CERN nooit serieus onderzocht.

Eerder daagden ze al de Amerikaanse RHIC-versneller, die alweer acht jaar draait – zonder dat de aarde is vergaan. Met hun jongste aanklacht haalden ze de voorpagina van de New York Times.

Maar het CERN-rapport, een geactualiseerde versie van een veiligheidrapport uit 2003, is niet gemaakt in reactie op de aanklacht of de publiciteit daarover, aldus woordvoerder James Gillies. Vijf natuurkundigen (John Ellis, Gian Giudice, Michelangelo Mangano en Urs Wiedemann van CERN en Igor Tkachev uit Moskou) begonnen hun werk eraan anderhalf jaar geleden al. „Er is geen reden tot zorg over de gevolgen van nieuwe deeltjes of vormen van materie die mogelijk bij LHC worden geproduceerd”, is nu hun conclusie.

Vergeleken met het rapport uit 2003 is vooral de analyse van het zwarte gatenscenario uitgebreid. Medeopsteller Mangano werkte de details ervan uit in een 96 pagina’s tellende publicatie met Steve Giddings van de universiteit van Californië, expert in de microscopische zwarte gaten. En vrijdagmiddag herhaalde Mangano het nog maar eens aan de telefoon: „Nee, microscopische zwarte gaten brengen geen risico mee.”

Dat zulke zwarte gaten überhaupt ontstaan, is allerminst zeker. Dat kan alleen als er extra dimensies zijn – de snaartheorie vereist dat bijvoorbeeld – én als die extra dimensies betrekkelijk groot zijn. In dat geval is de zwaartekracht die wij in onze kosmos ervaren, een slap aftreksel van een veel sterkere zwaartekracht die naar de extra dimensies weg lekt.

Als vervolgens de energie in de LHC-versneller hoog genoeg is om extra dimensies zichtbaar te maken, dan kunnen ook de microscopische zwarte gaten zichtbaar worden, die onder invloed van die ‘sterkere zwaartekracht’ ontstaan.

Maar wat, vroegen Sancho en Wagner, als die gaten daarna niet meteen verdampen of uit elkaar vallen zoals gangbare theorieën voorspellen? Wat doet een stabiel microscopisch zwart gat ‘in rust’, in een schacht bij Genève?

Weinig, aldus het rapport. Allereerst zijn stabiele gaten hoogst onwaarschijnlijk, omdat ze strijdig zijn met principes uit de quantummechanica en/of de relativiteitstheorie. En zelfs als ze toch opduiken, dan alleen in een ascetische variant waarvan we niks te vrezen hebben.

Zouden er wél gulzige stabiele gaten kunnen ontstaan, dan hadden die namelijk allang hun sporen nagelaten in de kosmos. Daar kunnen inslagen van kosmische deeltjes veel vaker voor hun vorming zorgen dan een aardse versneller. Een concreet voorbeeld: gulzige stabiele gaten, ingevangen in een neutronenster, zouden zo’n ster in sneltreinvaart vernietigen, daarbij „explosief grote hoeveelheden energie” vrijmakend, die „duidelijk zichtbaar” hadden moeten zijn.

Meer in grote lijnen: „de natuur heeft al 1031 LHC-experimenten uitgevoerd sinds het begin van het universum. (...) De sterren in ons melkwegstelsel en elders bestaan nog steeds, en de conventionele natuurkunde kan alle waargenomen astrofysische zwarte gaten beschrijven.”

Het strangelet-scenario wordt op grond van resultaten van de RHIC-versneller én van kosmische argumenten even ferm naar de prullenbak verwezen.

Lees het rapport op nrc.nl/wetenschap

    • Margriet van der Heijden