Vraag en antwoord over de LHC
Wat is CERN?
CERN is een Europese organisatie, gevestigd bij Genève, die elementaire deeltjes onderzoekt. CERN is oorspronkelijk een afkorting voor Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Europese Raad voor Kernonderzoek). Die raad is al lang geleden opgeheven, maar de organisatie als zodanig is gebleven. CERN beschikt over een serie deeltjesversnellers; duizenden wetenschappers van honderden universiteiten voeren er experimenten uit. CERN is ook de plek waar de computertechnici Tim Berners-Lee en Robert Cailliau als een soort bijproduct het World Wide Web (WWW) uitvonden.
Wat zoeken de wetenschappers?
De wetenschap heeft een reeks theorieën en theorietjes over het heelal, energie, materie, deeltjes en hoe dat alles in elkaar zit. Voor veel (onderdelen) van die theorieën is (nog) geen bewijs. Deeltjesversnellers zoals de LHC maken het mogelijk om theorieën te toetsen aan de praktijk. Als deeltjes zich gedragen zoals de theorie voorspelt, dan is de theorie vermoedelijk juist. Gedraagt een deeltje zich anders, dan zal er een nieuwe theorie moeten worden bedacht. Vervolgens zal ook die theorie moeten worden getoetst aan de praktijk.
Wat is de LHC?
De LHC of Large Hadron Collider is een ondergrondse deeltjesversneller van CERN, die is aangelegd in de buurt van Genève. Het is, voorlopig, de krachtigste versneller ter wereld. De bouw heeft ongeveer 8 jaar geduurd en kostte 4 miljard euro. Met de aanleg van de tunnel is al 20 jaar geleden begonnen. In feite gaat het om een 27 kilometer lange cirkelvormige ondergrondse tunnel. In de LHC worden protonen versneld tot bijna de lichtsnelheid, en vervolgens met elkaar in botsing gebracht. Het is de bedoeling dat er dan andere deeltjes ontstaan, die ook direct na het ontstaan van het heelal zouden moeten zijn ontstaan. Het belangrijkste deeltje dat de wetenschappers hopen te zien, is het Higgs-deeltje.
Hoe werkt de LHC?
De tunnel van de LHC ligt 100 meter onder de grond. Ruim 9000 supergeleidende gekoppelde magneten en een reeks kleinere versnellers zorgen ervoor dat de bundels protonen worden versneld tot bijna de lichtsnelheid en in de cirkelvormige baan gericht blijven. Vijf grote detectoren registreren wat er gebeurt.
Wat is de oerknal?
De theorie over de oerknal of Big Bang levert volgens wetenschappers het enige model op dat het uitdijende heelal kan verklaren. Een kleine 14 miljard jaar geleden zou het heelal volgens de theorie zijn ontstaan uit 'singulariteit'; dit is het moment van de oerknal. Op dat moment zouden ook tijd en ruimte zijn ontstaan. Bewijzen voor de theorie zijn berekeningen rond het licht van sterrenstelsels.
Wat is het Higgs-deeltje?
Wetenschappers hebben een theorie opgesteld om het gedrag van elementaire deeltje te verklaren, het zogenoemde Standaard Model. De theorie heeft alleen een probleem. De elementaire deeltjes gedragen zich inderdaad zoals het Standaard Model voorspelt, totdat de factor 'massa' een rol gaat spelen. In 1964 kwam wetenschapper Peter Higgs met een mogelijke oplossing; het Higgs-deeltje of Higgs-boson is daar een onderdeel van. Het bestaan van dit deeltje is alleen nog niet bewezen; de LHC moet daar verandering in brengen.
Wat is een boson?
Een boson is een deeltje. De wetenschap onderscheidt enkele typen:
- Het (elektromagnetisme)
- Het en het Z-boson (zwakke kernkracht)
- Het (sterke kernkracht)
- Het (zwaartekracht, niet aangetoond)
- Het (niet aangetoond)
- Samengestelde deeltjes, zoals mesonen
Wat is een zwart gat?
Een zwart gat is een object waaruit geen licht of materie kan ontsnappen door een enorm sterk zwaartekrachtsveld. Doordat er geen licht kan ontsnappen, zijn zwarte gaten per definitie onzichtbaar. Indirect kan hun bestaan wel worden aangetoond. Wetenschappers onderscheiden vier soorten zwarte gaten:
- (ter grootte van een proton); deze kunnen mogelijk worden gereproduceerd in de LHC in Zwitserland.
- (ter grootte van enkele tot tientallen zonnemassa's); ontstaan uit een supernova van een zware ster.
- (ter grootte van enkele honderden zonnemassa's); over dit type is weinig bekend.
- (ter grootte van meer dan een miljoen keer de massa van de zon); te vinden in het centrum van sterrenstelsels.
