De wedergeboorte van de Large Hadron Collider

Heeft het “Godsdeeltje” nog een paar onbekende broertjes? Kunnen we donkere materie detecteren?

Het zijn maar een paar vragen waar fysici de antwoorden op zullen proberen vinden met de hulp van de Large Hadron Collider, die binnen twee weken weer opgestart wordt.

Na de ontdekking van het Higgs-boson in 2012 – een wetenschappelijke doorbraak die een Nobelprijs waard was – werd de LHC afgeschakeld. De afgelopen twee jaar werd de reusachtige machine onderhouden en geüpgraded, maar nu is hij klaar voor een tweede ronde.

De wetenschappers die het Higgs-boson, ook wel bekend als het Godsdeeltje, ontdekten, willen onder andere de hypothese onderzoeken dat het deeltje eigenlijk één onderdeel is van een familie van Higgs-bosonen. Deze theorie zou de onderzoekers meer inzicht geven in het mysterie van donkere materie. Dave Charlton, een fysicus en woordvoerder voor één van de grote experimenten die plaatsvinden in de LHC, suggereerde zelfs dat hij wil onderzoeken of donkere materie zou kunnen worden nagemaakt in een laboratorium.

Het Higgs-boson vervult een fundamentele rol in het universum: wetenschappers vermoeden dat het ervoor zorgt dat alle andere deeltjes hun massa krijgen, iets wat in het Standaardmodel van de deeltjesfysica tot hiertoe niet verklaard werd.

Theoretische fysici zijn al decennialang bezig met het uittekenen van theorieën die de gaten in onze kennis van het universum zouden kunnen verklaren – Einstein is een beroemd voorbeeld. Maar om erachter te komen in hoeverre die theorieën kloppen, is er experimenteel onderzoek nodig, en dat is waar de LHC om draait.

Om de theorie van supersymmetrie – de theorie die stelde dat onder andere het Higgs-boson moest bestaan – verder te kunnen testen, waren echter grotere hoeveelheden energie nodig. De machine werd in de afgelopen twee jaar dan ook geüpgraded om tot 13 TeV te kunnen produceren.

Aan dat niveau zou de LHC kunnen draaien tot en met 2018. Daarna zal hij opnieuw moeten worden afgeschakeld – en die cyclus wordt herhaald tot 2035.

“Het is een twintigjarenplan,” zei Rolf Heuer, de algemeen directeur van het CERN. “We zullen een boel botsingen nodig hebben.”