De grootste en krachtigste deeltjesversneller ter wereld, de Large Hadron Collider (LHC) gaat aan het werk. Achtduizend wetenschappers uit 85 landen waren betrokken bij de bouw van het enorme complex vlakbij Genève. De onderzoekers vrezen niet - zoals vroeger - dat de wereld in een klein zwart gat zal verdwijnen. Wel verwachten zij nieuwe inzichten in het ontstaan van de kosmos.

De Large Hadron Collider (LHC) is een 27 kilometer lange, cirkelvormige tunnel, die 100 meter onder de grond is aangelegd in het CERN-complex aan de Frans-Zwitserse grens. Wetenschappers van de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek laten bundels kleine deeltjes, zogeheten protonen, met bijna de snelheid van het licht op elkaar botsen.

De energie die daarbij vrijkomt, doet denken aan de Oerknal. De Big Bang, waaruit vele miljarden jaren geleden het heelal is ontstaan. Voor prof. Frank Linde, directeur van het Nederlands Instituut voor Subatomaire Fysica (NIKHEF) is het moment van de waarheid aangebroken. Tien jaar geleden stapte hij in het grootste wetenschappelijke experiment ooit. Pure nieuwsgierigheid.

Dolgedraaid
"Die afmetingen zijn pure noodzaak. We liepen niet rond met het idee nu eens iets heel groots te bouwen", verklaart prof. Linde lachend. "De deeltjes moeten een enorme snelheid krijgen voordat we ze kunnen laten botsen. En hoe hoger de snelheid, hoe moeilijker ze de bochten in de tunnel kunnen nemen. Ze moeten blijven ronddraaien en blijven botsen. Die 27 kilometer hebben we nodig om de juiste snelheid te bereiken, en om ze opnieuw te gebruiken."

In de tunnel razen de groepen protonen in tegengestelde richting steeds sneller in de rondte, totdat ze de lichtsnelheid benaderen: alsof ze in een op hol geslagen draaimolen zitten. Enorme supergeleidende magneten, 1600 in totaal, zorgen ervoor dat de deeltjes - letterlijk - niet uit de bocht vliegen. Vijf detectoren in het ondergrondse complex registreren iedere botsing en de deeltjes die dat oplevert. En dat bij een temperatuur die dicht bij het absolute nulpunt ligt: -271 graden Celsius.

Higgs-deeltje
Een van de detectoren gaat op zoek naar het zogeheten Higgs-deeltje: het laatste missende elementaire deeltje. Het moet bestaan, maar het is nooit gevonden. De beste speurder is de Atlas Detector, een van de drie Nederlandse bijdragen aan het LHC-project, zegt Linde. "De ontdekking van het Higgs-deeltje is een enorme stap voorwaarts. De Nederlanders hebben een grote bijdrage geleverd aan het buitenste schild van de Atlas Detector." 

Het ongrijpbare Higgs-deeltje, ook wel the God particle genoemd, zorgt ervoor dat alle andere deeltjes massa krijgen. Zonder dit deeltje zou het heelal een ongestructureerde bende zijn, waarin alles met bijna de lichtsnelheid rondvliegt.

Zwart gat
Echte optimisten hopen op het ontstaan van een minuscuul zwart gat. Een object met zo'n sterk zwaartekrachtveld dat er niets uit kan ontsnappen, zelfs geen licht, en dat bovendien alle materie in zijn directe omgeving opzuigt. Vermoedelijk zijn zwarte gaten, waarvan er één in ons Melkwegstelsel voorkomt, vlak na de oerknal ontstaan.

Een zwart gat is theoretisch kunstmatig op te wekken door zoveel mogelijk materie in een zo klein mogelijke ruimte te persen. In de LHC moet dat tijdens een deeltjesbotsing haalbaar zijn, legt kernfysicus prof. Nicolo de Groot uit. "Als dat lukt, en als we kunnen bekijken hoe zo'n klein gat weer uiteen valt, dan vertelt ons dat veel over zwaartekracht op hele korte afstanden." Afstanden kleiner dan die van een atoom.

Het grensverleggende experiment veroorzaakte in sommige kringen de nodige onrust. Twee wetenschappers probeerden de Large Hadron Collider zelfs met een rechtszaak stil te leggen. Een zwart gat zou kunnen groeien en - alweer theoretisch - de hele aarde kunnen verzwelgen. Onzin, zegt De Groot. Het micro-gaatje valt uiteen. Laat staan dat het een zwaartekrachtveld ontwikkelt dat groot genoeg is om een hele planeet in het niets te laten verdwijnen. 

Het LHC-project heeft in de loop der tijd zo'n zes miljard euro gekost. Veel geld om wetenschappelijke nieuwsgierigheid te bevredigen, terwijl er geen dagelijkse toepassingen in het verschiet liggen, erkent directeur Frank Linde van NIKHEF. Maar wie weet. Aan het begin van de jaren negentig stond het onderzoekscentrum CERN aan de wieg van internet en liet de buitenwereld er gratis gebruik van maken. Dat is van onschatbare waarde gebleken.

(Alle foto's (c) CERN, tenzij anders vermeld)