Deeltjesversneller

epa02073007 (FILE) A file photograph showing Employees inspecting the ATLAS detector construction (a Toroidal LHC Apparatus) at the the CERN (Centre Europeen de Recherche Nucleaire) near Geneva, Switzerland, on Thursday, May 31, 2007. - Scientists of the CERN started the Large Hadron Collider LHC on Wednesday, September 10, 2008 for the first time and successfully sent a beam of particles through the 27 kilometers long ring of the huge LHC. The first beam took 53 minutes to complete the circuit in this first test run.  EPA/MARTIAL TREZZINI  EPA/MARTIAL TREZZINI epa01482466 (FILE) Picture of the magnet core of the world's largest superconducting solenoid magnet (CMS, Compact Muon Solenoid) at the European Organization for Nuclear Research (CERN)'s Large Hadron Collider (LHC) particule accelerator, Geneva, Switzerland, 22 March 2007. The world's most powerful particle accelerator will be launched 10 September 2008. The scientists hope the accelerator would unravel secrets of the universe, including what is the dark matter and why there is more matter than antimatter.  EPA/MARTIAL TREZZINI

Een deeltjesversneller is een installatie die, aan de hand van elektrische of magnetische velden, deeltjes versnellen tot ze bijna net zo snel zijn als het licht (300.000 km/s).

De Large Hadron Collider of grote hadronen-botser (LHC) is de grootste deeltjesversneller. De LHC staat op de grens tussen Frankrijk en Zwitserland. Deze installatie versnelt in een cirkelvormige tunnel bundels protonen (hadronen) om ze daarna met elkaar te laten botsen. Volgens de wet van behoud van energie moet alle snelheid die bij de botsing verloren gaat, in andere zaken omgezet worden. Bijvoorbeeld in de splitsing van protonen. In de tunnel staan overal detectoren om de gevolgen van de botsing waar te nemen. CERN - het Europees laboratorium dat zich met deeltjesfysica bezighoudt - heeft met deze experimenten het Higgsdeeltje gevonden.

De LHC is niet de enige deeltjesversneller, maar wel de grootste. Fermilab - de Amerikaanse tegenhanger van CERN - heeft een deeltjesversneller, de Tevatron ring. Deze deeltjesversneller werd onlangs gesloten. Ook Japan wil een deeltjesversneller bouwen, de International Linear Collider of lineaire elektron-positronbotser. Deze deeltjesversneller is niet cirkelvormig maar recht. De deeltjes zullen vanaf twee uiteinden door een rechte buis worden gestuurd, om vervolgens halverwege frontaal te botsen.

Higgsdeeltje

Het Higgsdeeltje zorgt voor de massa van deeltjes. Deeltjes met een snelheid van het licht zouden zonder massa elke kant uitschieten. Aangezien dit niet gebeurt, moet er iets zijn dat de deeltjes massa geeft en dus vertraagt. Het Higgsdeeltje is een van de laatste ontbrekende puzzelstukjes van de standaardtheorie van de deeltjesfysica.

In juli 2012 werd bekendgemaakt dat de LHC een deeltje had geïdentificeerd dat erg leek op het Higgsdeeltje. In maart 2013 werd bevestigd dat dit deeltje bestaat. Op 10 december 2013 wordt de Nobelprijs voor de Natuurkunde uitgereikt aan Peter Higgs en François Englert voor de theoretische ontdekking van het Higgsdeeltje.

Een tweede raadsel waar CERN met de LHC een antwoord op hoopt te vinden, is de samenstelling en het ontstaan van het heelal. De oerknal was ook een moment waarop deeltjes met een enorme snelheid op elkaar botsten. Verder kan de deeltjesversneller misschien ook zwarte gaten verklaren. Wanneer deeltjes met elkaar botsen, kan er zoveel energie vrijkomen dat er een mini zwart gat ontstaat. Deze zouden echter zo klein zijn dat ze snel terug verdwijnen. Sommige mensen zijn ongerust dat zo'n zwart gat de wereld kan opslokken. Een onderzoeksrapport wees uit dat de botsende deeltjes nooit zoveel energie kunnen produceren dat een zwart gat ontstaat die de wereld opslorpt.

Majoranadeeltje

In het standaardmodel van de deeltjesfysica worden alle deeltjes die materie vormen, beschreven. Sommige deeltjes zijn enkel hypothetisch beschreven, omdat nog niet bewezen is dat het bestaat. Dit was bijvoorbeeld het geval met het Higgsdeeltje. Nog zo'n deeltje is het Majoranadeeltje, een deeltje dat identiek is aan zijn spiegelbeeld of antideeltje. Daardoor kan het deeltje geen elektrische lading hebben.

Daardoor is het deeltje erg moeilijk te ontdekken. Zelfs deeltjesversnellers zijn er tot nu toe niet gevoelig genoeg voor. Als meer over dit deeltje bekend zou raken, kunnen wetenschappers meer te weten komen over antimaterie.

Dossier:

Deeltjesversneller

Laatste wijziging: 24 maart 2015
Dossier Thema: Wetenschap en Techniek