Wat is een deeltjesversneller

Deeltjesversneller

Soms hoor je het wel eens in een nieuws, onderzoekers hebben weer een nog snellere deeltjesversneller ontwikkeld. Maar wat is een deeltjesversneller nou eigenlijk? In dit artikel kan je lezen wat het nou precies is, waarom ze gebouwd worden, en wat voor eventuele risico's ze met zich mee brengen.

Wat is een deeltjesversneller?

Zoals de naam ook zegt zorgt een deeltjesversneller ervoor dat er bepaalde deeltjes versneld worden. Deze deeltjes zijn de zogenaamde atomen. Een atoom is de aller kleinste nog herkenbare bouwsteen in de scheikunde. Alles op de wereld is gemaakt uit deze bouwstenen. Een atoom bestaat uit positief geladen protonen, neutraal geladen neutronen en een negatief geladen wolk (in verschillende lagen/schillen) van elektronen. Afhangend van de samenstelling van de protonen en elektronen is een atoom positief of negatief geladen. Positief en negatief trekken elkaar aan. Dit is waar een deeltjesversneller dan ook gebruik van maakt. Met behulp van krachtige elektrische velden proberen onderzoekers met de deeltjes een snelheid te bereiken dat bijna net zo snel is als de lichtsnelheid (300.000 km/seconde). Dit vindt dus plaats in een deeltjesversneller die enorm groot kan zijn.

Doordat de deeltjes hierdoor dan met een enorme snelheid op elkaar knallen/botsen komt er energie vrij en vallen de deeltjes uiteen in nog kleinere deeltjes. Op deze manier probeert men deeltjes te ontdekken die eerder nog niet bekend waren. Een deeltjesversneller wordt dus niet gebruikt om kerfusie te bestuderen, wat veel mensen wel denken.

Daarnaas kan een deeltjesversneller bovendien ook worden gebruikt voor de productie van medische radio-isotopen (deze kunnen weer verwerkt worden tot bijvoorbeeld radioactiveve geneesmiddelen voor in ziekenhuizen), daarbij is geen kernreactor nodig. Hiervoor wordt elektriciteit gebruikt in plaats van een kernreactie voor de opwekking van deeltjes waarmee medische isotopen worden gemaakt. Het merendeel van de medische radio-isotopen kan worden geproduceerd met een deeltjesversneller. Deze techniek wordt al op verschillende plaatsen in de wereld toegepast, zoals in Australië waar twintig procent van de medische radio-isotopen wordt geproduceerd met deeltjesversnellers. Een aantal isotopen kan nu nog alleen in een kernreactor worden geproduceerd.

Waarom een deeltjesversneller?

In de buis van de deeltjesversneller zit allerlei apparatuur die verschillende dingen meten wanneer de deeltjes op elkaar knallen/botsen. Met behulp van de detectoren probeert men het Higgs-deeltje aan te tonen. Peter Higgs heeft voorspeld dat dit deeltje bestaat. Het bestaan van dit Higgs-deeltje is echter nog niet echt bewezen. Men wil graag het bestaan van dit deeltje aantonen om het bestaan van het Higgsveld te kunnen bewijzen. Het Higgsveld is een zelf bedacht veld van energie. Dit veld zou volgens de theorie van Higgs voor de zwaarte van de deeltjes zorgen. Peter Higgs heeft dit in 1963 bedacht om te verklaren hoe de deeltjes aan massa, een gewicht, komen. Hij ontdekte dat de deeltjes wel een massa moesten hebben, omdat anders de deeltje met een snelheid van 300.000 km/sec (lichtsnelheid) door elkaar zouden moeten schieten. Aangezien dit niet zo is, moet er dus iets zijn dat de deeltjes massa geeft en zo de snelheid van de deeltjes vermindert. De Higgs-bosonen zouden voor het Higgs-veld moeten zorgen. Deze Higgs-bosonen zijn echter nog nooit aangetoond. De Higgs-bosonen zouden dus in het Higgs-veld moeten rondzwerven. De deeltjes zouden volgens de theorie dan aan de bosonen moet blijven plakken. Zo zouden de deeltjes dus verzwaard worden en dus massa krijgen. Om het bestaan van de ze bosonen aan te tonen heeft men een deeltjesversneller gebouwd.

Ook zeggen veel mensen dat ze met de deeltjesversneller de oerknal kunnen nabootsen. Natuurkundigen en wetenschappers zeggen namelijk dat het universum is ontstaan door de oerknal. De oerknal houdt in dat op een bepaald moment er deeltjes met een enorme snelheid op elkaar zijn gebotst. Welke deeltjes dit zijn geweest is tot nu toe nog niet duidelijk. Met behulp van de deeltjesversneller zou men bepaalde deeltjes met een enorme snelheid op elkaar willen laten botsen om vervolgens een minioerknal na te bootsen.

Kritiek op de deeltjesversneller 

Ook zijn er veel mensen die kritiek hebben op de deeltjesversneller. Sommige mensen zijn hier dan ook zwaar op tegen dat er allerlei experimenten mee worden gedaan, omdat ze denken dat er grote risico's aanhangen. Veel mensen zijn bang dat er met behulp van de LHC verschrikkelijke dingen opgewekt kunnen worden. Maar een groep van onafhankelijke onderzoekers hebben in 2003 een rapport uitgebracht waarin staat dat de LHC geen gevaar oplevert en dat er dus geen reden is om je hiervoor zorgen te maken. Wat men namelijk met de LHC doet, heeft de aarde en andere astronomische lichamen al veel vaker zelf gedaan. Toch blijven veel mensen argwanend en angstig als men het over de deeltjesversneller heeft.

Zo is men ook bang voor kosmische straling. De LHC bootst namelijk het natuurlijke fenomeen van kosmische straling na. Zo willen ze de kosmische straling beter kunnen bestuderen. Echter, de aarde is al door de natuur in aanraking gekomen met kosmische straling die net zo sterk is als een miljoen LHC experimenten. En omdat de aarde nog steeds bestaat, zegt CERN dat de experimenten geen gevolgen hebben.

Ook zijn sommige mensen bang voor zwarte gaten. Men is bang dat wanneer de deeltjes met elkaar in aanraking komen er te veel energie vrijkomt. Hierdoor zou er een zwart gat in de aarde kunnen ontstaan. Maar de natuur zorgt al jaren voor zwarte gaten. Wanneer enorme sterren aan het eind van hun bestaan uit elkaar spatten ontstaan er veel grotere zwarte gaten dan dat LHC überhaupt kan creëren.

Oftewel, het is nergens voor nodig om je zorgen te maken om de risico's die een deeltjesversneller zogenaamd met zich mee neemt. Processen die plaatsvinden in een deeltjesversneller komen ook gewoon in de natuur voor, en zijn van veel kleinere aard.