In de grootste deeltjesversneller ter wereld gaan de krachtigste energiebundels ooit op elkaar botsen. Wetenschappers hopen in de enorme tunnelbuis van het CERN-complex op de grens van Frankrijk en Zwitserland de omstandigheden van vlak na de oerknal na te bootsen. Voorlopig alleen uit puur wetenschappelijke nieuwsgierigheid

Bundels kleine deeltjes, zogeheten protonen, razen met de snelheid van het licht in tegengestelde richting door de 27 kilometer lange, cirkelvormige tunnel, de Large Hadron Collider. Even goed mikken en ze botsen op elkaar. Iedere botsing creëert omstandigheden zoals vlak na de oerknal. Vier grote detectoren in de registreren de deeltjes die dat oplevert.

Hoogste energie
Niet alleen de snelheid van de protonenbundels telt, maar ook de hoeveelheid energie die ze meedragen. Met kleine stapjes is die energie verhoogd. Dinsdag is het moment van de waarheid aangebroken. “Vol verwachting klopt ons hart”, vat onderzoeker Paul de Jong van het Nationaal Instituut voor Subatomaire Fysica (Nikhef) de spanning in Genève samen.

"We schieten de bundels voor de allereerste keer op de allerhoogste energie die we op dit moment kunnen bereiken, op elkaar. We hebben wat dat betreft een wereldrecord", zegt De Jong enthousiast. "We krijgen proton-proton botsingen bij de allerhoogste energie ooit. We weten eigenlijk niet wat er gaat gebeuren, maar we proberen dat straks te meten.”

• Hoe werkt de deeltjesversneller? CERN-personeel rapt

Het Higgs-deeltje bijvoorbeeld, met de tot de verbeelding sprekende bijnaam God Particle. Het laatste missende elementaire deeltje zorgt ervoor dat alle andere deeltjes massa krijgen. Zonder Higgs geen structuur. Nederland bouwde mee aan een speciaal instrument, de Atlas Detector, om dit raadselachtige deeltje op te sporen.

Donkere materie
Eigenlijk zijn er nog veel meer verloren puzzelstukjes. ”Wij zijn naarstig op zoek naar nieuwe soorten deeltjes die de materie in ons universum kunnen verklaren", legt directeur Frank Linde van het Nikhef uit. "We weten dat wat wij om ons heen zien zo’n vier procent is van de materie in het universum. De rest kennen we niet.”

Wetenschappers denken dat de resterende 96 procent bestaat uit ‘donkere materie’ en donkere energie. De onderzoeksgroep van Paul de Jong speurt naar overblijfselen van de oerknal waaruit die donkere materie zou kunnen bestaan.

Als dat lukt, is dat een feest voor sterrenkundigen. “Absoluut", zegt De Jong. "Dat betekent een enorme vooruitgang in ons begrip van het ontstaan van het heelal en de structuren ervan. De melkwegstelsels en de sterren zijn eigenlijk nog een raadsel.”

Hoog tijd
De nieuwe fase beschouwt Nikhef-directeur Frank Linde persoonlijk als een hoogtepunt waarop hij lang heeft moeten wachten. Ruim tien jaar geleden raakte hij betrokken bij het grootste wetenschappelijke experiment ooit. Sindsdien liet het hem niet meer los. ”Het is echt hoog tijd dat we langdurig gaan botsen en meetgegevens krijgen. Alle moeite die erin is gestoken, begint zich terug te betalen. Het is een kroon op het werk.”

De deeltjesversneller draait de komende 18 tot 24 maanden op vol vermogen, alleen onderbroken door een korte onderhoudsbeurt eind dit jaar. De eerste gegevens zijn op zijn vroegst over enkele maanden te verwachten. Ook de wetenschap begeeft zich op onbekend terrein.

Volg de deeltjesversneller op Twitter:
LHCstatus: technische informatie

CERN: algemene informatie

Verder lezen:
Korte inleiding in de deeltjesfysica (Nikhef)

• Volg Willemien Groot op Twitter