Sinds 1975 beschikken we met het Standaardmodel van de elementaire deeltjesfysica over een theorie die de werking van de sterke, zwakke en elektromagnetische kracht beschrijft. Elke voorspelling die het model maakt, vindt experimentele bevestiging, soms met haast intimiderende precisie. De zeventien deeltjes elementaire deeltjes waaruit de werkelijkheid volgens het Standaardmodel is opgebouwd, werden, voor zover ze nog niet bekend waren, één na één ontdekt in de loop van de twintig jaar na de formulering van het Standaardmodel.
Hogere energieën
Behalve het higgsboson. Dat deeltje vervult een speciale rol. Er is een veld mee geassocieerd dat de hele ruimte vult en deeltjes die er vatbaar voor zijn als het ware massa verleent. Drie wetenschappers, waaronder de Belg Englert, hadden het bestaan ervan al in 1964 op theoretische grond voorspeld. De LHC, een ringvormige deeltjesversneller van 27 km lang, deels in Zwitserland gelegen, deels in Frankrijk, werd voornamelijk gebouwd om dit langverwachte, maar ongrijpbare deeltje te pakken te krijgen. Het CERN in Genève schreef dan ook geschiedenis toen het higgsdeeltje in 2012 daadwerkelijk ontdekt werd. François Englert en Peter Higgs hielden er in 2013 een Nobelprijs aan over (de derde, Robert Brout, is in 2011 helaas overleden).
Maar om het higgsboson meer in detail te kunnen bestuderen, wil de Raad van CERN nog hogere energieën opwekken. Vandaar het plan om een ring van 100 km te bouwen, waarin een elektron-positronversneller, de ‘higgsfabriek’, moet komen. Je zou dan geen jaren moeten speuren naar een higgsdeeltje, maar ze aan de lopende band kunnen produceren en bestuderen. De bouw ervan zou kunnen starten in 2038, wanneer de upgrade van de huidige LHC tot High-Luminosity LHC een jaartje of tien heeft kunnen draaien.
In een tweede fase zou er dan een proton-protonversneller komen om nog hogere energieën op te wekken. Die moet botsingsenergieën van 100 teraelektronvolt (TeV) opwekken, te vergelijken met de huidige 16 TeV van de LHC. Daarmee zouden we dan minstens nieuwe deeltjes moeten vinden, met een uitbreiding van het Standaardmodel tot gevolg. En wie weet stoten we zelfs op een nog diepere laag van de werkelijkheid, met echt nieuwe fysica tot gevolg.
‘Historische dag’
Ambitie en enthousiasme troef, dus. CERN-directeur Fabiola Gianotti was dan ook in haar nopjes na de gunstige stemming van de Raad: 'Ik denk dat dit een historische dag is voor CERN en de deeltjesfysica'.
Voor het zover is, valt er evenwel nog veel uit te klaren op wetenschappelijk, technisch en financieel vlak. De huidige goedkeuring slaat ook enkel op de verdere uitwerking van het plan, de finale beslissing over de bouw van de nieuwe versneller is nog niet aan de orde. Het geschatte prijskaartje van 21 miljard euro zal het Europese CERN alvast nog meer naar een wereldwijde onderzoeksinstelling doen evolueren.
Maar niet iedere wetenschapper deelt de hoerastemming van de CERN-Raad. Onder meer de Duitse theoretische natuurkundige Sabine Hossenfelder, die wel vaker tegen de stroom durft in te gaan, plaatst een flinke kritische noot bij de megalomane plannen van het CERN. Dat heeft alles te maken met de niet ingeloste verwachting dat de LHC veel meer zou ontdekken dan het higgsdeeltje.
Het Standaardmodel is de beste theorie van de werkelijkheid die de mens ooit ontwierp, maar ze weet zich geen raad met de donkere energie en donkere materie in het heelal en krijgt de vierde natuurkracht, zwaartekracht, niet ingepast. De theoretici hadden na lang zwoegen een prachtige oplossing gevonden: supersymmetrie. Ieder deeltje zou een superpartner hebben, detecteerbaar door de LHC. Maar de LHC vond helemaal niets.
Moeten we ons niet eerst grondig beraden over de vraag waarom de wetenschappelijke machine stokt, vooraleer we duizelingwekkende bedragen uitgeven om in het wilde weg naar diepere lagen van de werkelijkheid te graven?
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.