Deeltjesversneller werkt eindelijk

Eindelijk meten. De grootste deeltjesversneller op aarde, doet sinds gisteren wat hij moet doen: deeltjes laten botsen. Fysici van het Europees instituut voor deeltjesonderzoek CERN bij Genève zijn opgetogen.

Gejuich steeg op toen het gisteren om 13.06 uur lukte. Met het denkwerk erbij is ruim dertig jaar aan de zogeheten LHC-versneller gewerkt. Nu moeten fysici in de deeltjesbotsingen op zoek naar onbekende deeltjes en naar nieuwe natuurkundige fenomenen waarmee de kosmos beter begrepen kan worden.

Tot twee keer toe hadden de versnellerexperts de 27 kilometer lange ringvormige versnellerbuis gevuld met vier pakketjes met deeltjes, kleine wolkjes met elk ongeveer zes miljard deeltjes. Twee van die pakketjes draaiden met bijna de lichtsnelheid tegen de klok in. Twee draaiden met de klok mee. In de versnellerring werden ze vervolgens versneld tot de hoogste energie die ooit op aarde is bereikt: 3,5 Tera-elektronvolt.

De derde keer lukt het om de wolkjes op vier punten te laten kruisen. En elke kruising leverde zo’n vijftien frontale botsingen op. Daarbij komt steeds zoveel energie vrij dat tientallen tot zelfs duizenden andere deeltjes ontstaan.

Grote detectoren vangen al die deeltjes op. Zoals de reusachtige ATLASdetector (25 meter hoog, 46 meter lang) waaraan fysici van het Nederlandse instituut voor deeltjesonderzoek, het NIKHEF, meewerken. „De botsingen zien er anders uit dan we ze kennen van lagere energie”, zegt NIKHEF-fysicus Paul de Jong. „Ze zijn drukker, met meer sporen.” Hij wijst naar een scherm met gekromde witte deeltjessporen tegen een paars met zwarte ondergrond: het schematisch overzicht van de detector.

CERN zal nu in een nieuw meetritme komen: steeds vier uur om de versneller te vullen en de deeltjes te versnellen en tien uur om ze te laten botsen tot ze ‘op’ zijn.

Het wordt een enorme klus om alle deeltjessporen te ontwarren en de botsingen te doorgronden. Nu al leverden de vier pakketjes genoeg meetgegevens op om elke twee seconden een dvd vol te schrijven. Eenmaal op stoom moet de versneller gevuld worden met twee keer 2.800 pakketjes, die elke seconde tot 600 miljoen botsingen kunnen veroorzaken.