Nieuwe atoomsmelter zou veruit de grootste ter wereld zijn

Zeven jaar nadat experimenten in de Large Hadron Collider (LHC) – ’s werelds grootste atoomsmelter – het bestaan bevestigden van een mysterieus subatomair deeltje dat bekend staat als het Higgs-boson, hebben natuurkundigen plannen opgesteld om een nog grotere collider te bouwen.

De Future Circular Collider (FCC) zou vier keer groter en tot 10 keer krachtiger zijn dan de LHC, kondigde de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (beter bekend onder zijn Franse acroniem, CERN) aan in een rapport op dinsdag. CERN, een internationaal consortium van 23 lidstaten, exploiteert de Large Hadron Collider en zou ook de FCC runnen.

“Het conceptuele ontwerprapport van de FCC is een opmerkelijke prestatie,” zei CERN-directeur-generaal Fabiola Gianotti in een verklaring. “Het toont het enorme potentieel van de FCC om onze kennis van de fundamentele fysica te verbeteren en om veel technologieën met een brede impact op de samenleving vooruit te helpen.”

De nieuwe collider, die in de buurt van de LHC langs de Zwitsers-Franse grens moet worden gebouwd, zou het begrip van wetenschappers van materie en het universum aanzienlijk vergroten, aldus CERN. Als het project volgens plan verloopt, zouden wetenschappers de nieuwe collider halverwege deze eeuw kunnen gebruiken om op jacht te gaan naar nieuwe subatomaire deeltjes.

Het plan voor de nieuwe collider, die is ontwikkeld door meer dan 1000 wetenschappers van 150 instellingen over de hele wereld, voorziet in een multinationale samenwerking voor de bouw van een 24 miljard dollar kostende faciliteit die bestaat uit verschillende laboratoria en een cirkelvormige tunnel met een omtrek van 100 kilometer (62 mijl).

Het plan zal nu worden beoordeeld door een internationaal panel van wetenschappers voordat de raad van bestuur van CERN besluit of het doorgaat.

Kleine deeltjes, grote machines

Hoewel de deeltjes waaruit het heelal bestaat klein zijn, moeten de machines die nodig zijn om ze te bestuderen groot zijn. Alleen enorme botsmachines kunnen de enorme energie opwekken die nodig is om materie op de kleinste schaal te onderzoeken. De botsmachines versnellen protonen, elektronen en andere deeltjes tot snelheden dicht bij de lichtsnelheid, en smijten ze tegen elkaar in de hoop onbekende deeltjes tussen de brokstukken te ontdekken.

Na de ontdekking van het Higgs-boson in 2012 hadden natuurkundigen die bij de LHC werken gehoopt dat latere experimenten daar hints zouden kunnen geven voor een “nieuwe natuurkunde” – dat wil zeggen dat ze voorheen onbekende deeltjes zouden onthullen die geen deel uitmaken van het zogeheten Standaardmodel van de natuurkunde dat ons huidige begrip vertegenwoordigt van de materie waaruit alles in het universum is opgebouwd.

Dat is niet gebeurd. Maar wetenschappers hebben goede hoop dat een grotere versneller zoals de Future Circular Collider misschien zal slagen waar de LHC dat niet heeft gedaan.

“Een eeuw lang hebben deeltjesversnellers met steeds meer energie de grenzen verlegd van ons begrip van het universum en de fundamentele bouwstenen van alles wat zich daarin bevindt,” vertelde Glenn Starkman, een natuurkundige aan de Case Western Reserve University in Cleveland, in een e-mail aan NBC News MACH. “We staan op een moment waarop onze visie op wat voorbij de huidige grenzen ligt, onbekend wazig is; het scheiden van die waas vereist gedurfde visie en vastberadenheid.”

De kosten waard?

Andere wetenschappers zijn dubieus over de noodzaak van een enorme nieuwe collider.

“Gezien alles wat we momenteel weten, zou het geen goede investering zijn,” Sabine Hossenfelder, een theoretisch fysicus aan het Frankfurt Institute for Advanced Studies in Duitsland, zei in een e-mail. “Natuurlijk zou het kunnen dat we iets nieuws vinden, als we geluk hebben,” zei ze. Maar gezien de onzekerheid, zei ze, zouden wetenschappers meer waar voor hun geld kunnen krijgen door te investeren in grotere telescopen, kernfusietechnologie of onderzoek naar kunstmatige intelligentie.

David King, een natuurkundige en voormalig wetenschappelijk hoofdadviseur van het V.K., uitte soortgelijke twijfels. “We moeten ergens een grens trekken. Anders krijgen we een collider die zo groot is dat hij om de evenaar heen gaat,” zei hij tegen de BBC. “

En als het daar niet bij blijft, komt er misschien een verzoek voor een die naar de maan en terug gaat.”

Maar degenen die er voorstander van zijn om grote projecten zoals de voorgestelde collider door te zetten, wijzen erop dat fundamentele wetenschap vaak niet alleen wetenschappelijke ontdekkingen oplevert, maar ook praktische voordelen.

De bouw en de werking van de LHC zijn gecrediteerd voor belangrijke vorderingen in radiotechnologie, robotica, computerwetenschap, cryogenie en vele andere gebieden. En het World Wide Web – het computernetwerk dat het mogelijk maakt voor u om dit artikel te lezen – werd uitgevonden door een Engelse wetenschapper genaamd Tim Berners-Lee tijdens zijn werk bij CERN in de late jaren 1980.

Wilt u meer verhalen over natuurkunde?

• De 7 grootste onbeantwoorde vragen in de natuurkunde
• Hoe deeltjesfysica een nieuw licht schijnt op oude geheimen
• Wat Einstein en Bill Gates ons leren over tijdreizen

FOLLOW NBC NEWS MACH ON TWITTER, FACEBOOK, AND INSTAGRAM.