Video player inladen ...

Boost voor onderzoek naar elementaire deeltjes

Ontdekken we binnenkort nieuwe elementaire deeltjes? Dat is toch de hoop van de Vlaamse wetenschappers die in het Cern werken. En de Vlaamse regering trekt daarvoor al meer dan vijf miljoen euro extra uit. Het geld dient voor de bouw van een nieuw detectiesysteem in één van de deeltjesversnellers van het Cern. Vlaams minister van innovatie Muyters heeft dat bekendgemaakt tijdens een bezoek aan Cern in Geneve.  

De detector krijgt een upgrade, waardoor hij tot tien keer meer gegevens kan verzamelen dan nu. Concreet gaat het om de CMS-detector, die bevindt zich rond de grootste deeltjesversneller van het Cern, een 27 kilometer lange buis, honderd meter onder de grond, deels onder Frankrijk, deels onder Zwitserland.

De CMS-detector is een indrukwekkend staaltje technologie, 15 meter hoog en 15 meter breed, meer dan 20 meter lang. Meer dan 4000 wetenschappers uit meer dan 40 landen hebber er aan meegewerkt.

Upgrade

De kern van de detector krijgt over enkele jaren een upgrade. En ons land gaat nu meebouwen aan een nieuw cruciaal onderdeel daarvan om nog meer gegevens te verzamelen. De technische naam : de Tracker Endcap.

Dat is het sluitstuk van de detector, centraal in het hart. De Tracker Endcap is een spoordetector. Hij brengt de sporen in kaart van de brokstukken van de protonen die in de deeltjesversneller tot botsing worden gebracht.  

De CMS-detector wordt vooral gebruikt voor klassiek onderzoek naar elementaire deeltjes. Dat zijn de kleinste deeltjes waaruit alles rondom ons is opgebouwd. Die worden in de deeltjesversneller “gemaakt” door iets grotere deeltjes (protonen) met elkaar te laten botsen, bijna tegen lichtsnelheid, 40 miljoen keer per seconde. De brokstukken van die protonen zijn dan nieuwe elementaire deeltjes. Kleinere bouwstenen bestaan niet.

Brout-Englert-Higgs-boson

Eén van de meest bekende elementaire deeltjes is het Brout-Englert-Higgs-boson. Dat is een deeltje dat alle andere deeltjes massa geeft, en dat voor het eerst theoretisch beschreven is in de jaren zestig van vorige eeuw door de Belg Francois Englert, samen met Robert Brout. En wat later ook door de Brit Peter Higgs.

Dat deeltje is bijna vijftig jaar later effectief waargenomen in Cern. Englert en Higgs hebben daar in 2013 samen de Nobelprijs fysica voor gekregen.  

Met de vernieuwde detector willen de wetenschappers nu veel meer te weten komen over de Brout-Englert-Higgsboson. Want het is wel waargenomen, verder weten we daar nog weinig over. Hoe gedraagt het zich? Want zijn de eigenschappen van dat boson?  

Maar we gaan misschien ook totaal nieuwe inzichten in de deeltjesfysica krijgen.  Die wordt nu beschreven met het zogeheten Standaardmodel. Dat beschrijft de fundamentele deeltjes in de natuur en hoe ze interageren.

Maar mogelijk moet dat Standaardmodel aangevuld worden met een nieuwe theorie, de zogeheten Supersymmetrie. In dat model heeft elk elementair deeltje een superpartner. Helaas zijn die nog niet gevonden.  

Belgisch en Vlaams geld

Het geld voor de Tracker Endcap  komt bovenop de bestaande steun. De Belgische federale overheid betaalt jaarlijks ongeveer 25 miljoen euro per jaar. En ook het FWO-Vlaanderen, het fonds wetenschappelijk onderzoek Vlaanderen, steunt traditiegetrouw heel wat onderzoeksprojecten. De voorbije tien jaar ook goed voor nog een veertig miljoen euro.  

Veel geld dus, en ik hoor u denken: zijn we daar ook iets praktisch mee? Op het eerste gezicht niet. Dit is fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. Het geeft inzicht in de wereld rondom ons. Dat is al heel wat. Maar,  in de zoektocht naar elementaire deeltjes doen wetenschappers  ook heel wat technische know-how op, die ook buiten het Cern een toepassing heeft.

Twee voorbeelden.  Het touchscreen is in 1973 al ontworpen in het Cern. En het World Wide Web (www) werd in 1989 uitgevonden in het Cern.  Als u nu deze tekst leest op een smartphone, is dat dus dankzij de zoektocht naar elementaire deeltjes.