Wat doet een deeltjesversneller

De deeltjesversneller: inzicht in de oorsprong van het heelal

De deeltjesversneller die gebouwd is vlakbij de Frans-Zwitserse grens rond Geneve is de grootste machine door mensen gemaakt en is bestemd voor natuurkundig onderzoek naar piepkleine deeltjes. De lange tunnel (Large Hadron Collider genoemd) werd voor het eerst gebruikt op 10 september 2008. Het is de bedoeling dat het ons dingen leert over het ontstaan van het heelal. Het belangrijkste zou zijn als we het Higgs-boson deeltje zouden vinden. Dat deeltje (ook wel God Deeltje genoemd) zou een wetenschappelijke doorbraak van groot belang zijn. Het is de ontbrekende schakel in deeltjesfysica en zou onder andere de oerknal verklaren. Deze oerknal was het startpunt van alle processen en dingen die nu bestaan: razend interessant dus! Tot op heden is dit deeltje nog niet ontdekt.

Ontstaan van het idee

Ongeveer vierhonderd jaar voor Christus bedacht de Griekse filosoof Democritus dat alles uit piepkleine deeltjes bestaat. Hoewel hij niet de middelen had om dit te bewijzen, is zijn theorie tot op de dag van vandaag overeind gebleven. Hij kwam met het woord atomos waarvan we atoom hebben afgeleid. Inmiddels hebben we door de tijd ook het atoom weten te delen. De kern van een atoom is te delen in protonen en neutronen. Met voornamelijk die protonen wordt gestoeid in de deeltjesversneller in Geneve.

27 kilometer tunnel

Een proton is een piepklein elektrisch geladen deeltje. Klinkt dat ingewikkeld? Dat valt in de praktijk wel mee: als je flink wrijft over een ballon heeft deze de neiging aan je te blijven kleven. Deze energie is vergelijkbaar met die van een geladen deeltje. Alles wat elektrisch geladen is heeft aantrekkingskracht. Door opgewerkte elektrische velden worden de protonen in die tunnel van 27 kilometer lang op snelheid gebracht. Elektrische velden stuwen hem als het ware vooruit. In verschillende buizen worden protonen in tegenovergestelde richting op snelheid gebracht. Op sommige plekken kruizen de buizen: op deze plekken vindt op hoge snelheid een botsing tussen protonen plaats: na een dergelijke botsing spat een proton uit elkaar en heb je de mogelijkheid om te zien hoe die in elkaar zit.

Registratie van de deeltjes

Deze deeltjes worden geregistreerd met miljoenen sensoren die elektrische signalen registreren en via een zelfde hoeveelheid draden ze naar een computer sturen. In de computer wordt van deze gegevens een afbeelding gemaakt zodat het proces zichtbaar wordt voor mensenogen. Deze fontein aan deeltjes bewijst dat een proton ook weer uit een kleiner deeltje bestaat de quark. Of dit het kleinste deeltje is wat we ooit zullen ontdekken is maar weer de vraag. Het Goddeeltje of te wel het Higgs-bosondeeltje is nog niet gevonden. Wel vond men de zgn. neutrinodeeltjes. Dat zijn deeltjes die sneller zouden zijn dan het licht. De onderzoekers zijn momenteel bezig om dit te onderzoeken.

Praktisch nut van het experiment

Zoals eerder aangegeven hebben wetenschappers er baat bij om de oerknal na te bootsen, om inzicht te krijgen in hoe processen in de natuur werken. In de deeltjesversneller doen zich mini-oerknalletjes voor. Dit proces leert de wetenschap meer over hoe het heelal is ontstaan en zich heeft ontwikkeld. De vraag rijst nu: wat heb je er aan? Deeltjesversnellers zijn van bijzonder belang voor het in kaart brengen van hoe de wereld op microscopisch en fundamenteel niveau in elkaar zit. De reden hiervan is puur nieuwsgierigheid. Door te experimenteren vind je dingen uit; dat heeft met de deeltjesversneller ook al zijn vruchten afgeworpen. De technologie helpt inmiddels bij het bestrijden van kankergezwellen, maar ook bij het ontwikkelen van supergeleiding en vacuümafdichttechnieken.