Large Hadron Collider

Large Hadron Collider - Het doel
De Large Hadron Collider ("grote hadronen-botser", afgekort LHC) is een van de belangrijkste wetenschappelijke projecten die ooit zijn bedacht. Deze deeltjesversneller bevindt zich in de buurt van Genève, op de grens van Frankrijk en Zwitserland, en wordt gebruikt door CERN (het Europees laboratorium voor deeltjesfysica). Het uiteindelijke doel van de LHC is de beantwoording van belangrijke wetenschappelijke vragen over de subatomaire wereld, de massieve kosmos en de fijn afgestemde relaties tussen beide. Het is in eerste instantie een poging om theoretische deeltjes waar te nemen die volgens wetenschappers zouden moeten bestaan. Maar uiteindelijk is het een poging om een groter begrip te verkrijgen over de schepping van de kosmos en de indrukwekkende complexiteit en ontwerpkenmerken van deze deeltjes.

Large Hadron Collider - Wat is groot?
De Large Hadron Collider is de grootste machine ter wereld. De twee ringen van de versneller zijn ongeveer 8 kilometer in diameter en 27 kilometer in omtrek. Het is tevens het grootste gekoelde systeem in de wereld: 9600 magneten koelen de versneller af tot -271 graden Celsius. De machine heeft vier grote detectors die 5 tot 11 miljoen kilogram wegen, en daarnaast nog twee kleinere detectors.

Large Hadron Collider - Wat is een hadron?
Hadrons zijn subatomaire deeltjes die "samenwerken" met de zogenaamde "sterke kernkracht". De sterke kernkracht is de sterkste kracht in het universum, maar werkt slechts binnen in de atoomkern. Het is de kracht die fundamentele deeltjes, "gluonen" genaamd, op elkaar uitoefenen. Deze gluonen houden drie fundamentele deeltjes bijeen die "quarks" worden genoemd. Quarks zijn op hun beurt de bouwstenen van protonen en neutronen. De sterke kernkracht is afhankelijk van de afstand tussen de quarks: hoe kleiner de afstand, hoe groter de sterke kernkracht. We kennen geen natuurlijk fenomeen dat krachtig genoeg is om de drie quarks van elkaar te scheiden. Het secundaire effect van de sterke kernkracht is dat hiermee protonen en neutronen in de atoomkern bijeen worden houden. De enorme energie van deze interactie komt vrij tijdens nucleaire reacties, bijvoorbeeld in de zon, een atoombom of een kernreactor.

Large Hadron Collider - Wat is een deeltjesversneller?
Een deeltjesversneller is een ondergrondse, bijna cirkelvormige vacuümbuis, waarin geladen deeltjes zich - bijna op lichtsnelheid - in tegengestelde richtingen bewegen. De deeltjes worden versneld en door middel van elektromagnetische resonators op een constant energieniveau gehouden. De deeltjesstralen worden door vierpolige magneten gericht en door tweepolige magneten in hun baan gehouden. Op vier plaatsen, waar de twee ringen elkaar snijden, wordt vervolgens een botsing veroorzaakt tussen proton- of loodstralen. Doordat de twee stralen elkaar vanuit verschillende richtingen raken, wordt de vrijkomende energie verdubbeld tot een equivalent van 100.000 maal de hitte in het middelpunt van de zon! De detectors meten wat er gebeurt tijdens de deeltjesbotsing en de data hiervan zal nog jaren met behulp van computers geanalyseerd worden.

Large Hadron Collider - Wat wil men ermee bereiken?
Het uiteindelijke doel van de LHC is om wetenschappers een groter inzicht te geven in de aard van de materie op het moment waarop de kosmos werd geschapen. Waarom bleef er nog materie over toen materie en antimaterie elkaar wegvaagden in de energietransformatie tijdens de schepping van de kosmos? Wat gebeurde er met de antimaterie? Waaruit bestaat de zogenaamde "donkere materie" en de "donkere energie" waar 96% van de hele kosmos uit bestaat? Bestaat het "Higgsveld" (ook wel "Gods krachtdragers" genoemd) werkelijk, het hypothetische energieveld dat deeltjes hun massa geeft? En hoe zit het met verborgen, extra ruimtelijke dimensies waar de kwantummodellen op lijken te duiden?

In een notendop kunnen we stellen dat het Large Hadron Collider experiment een enorme wetenschappelijke onderneming is met de bedoeling om een glimp op te vangen van de gedachten van God op het moment van de schepping... Wordt vervolgd!

Leer meer!

Met dank aan Randall Niles