De Large Hadron Collider versneller aan het CERN laboratorium nabij Genève is een machine van superlatieven. Om het op Daft Punkiaanse wijze te zeggen: harder, beter, sneller, sterker bestaat bijna niet. De versneller laat pakketjes met protonen 40 miljoen keer per seconde op elkaar botsen aan bijna de lichtsnelheid, met de hoogste energie ooit bereikt in het laboratorium.
Protonen
De meeste protonen wisselen niet veel energie uit, maar af en toe vliegen de protonen recht op elkaar en is de botsing zeer energetisch. Indien dit gebeurt wordt een deel van de energie van de protonen omgezet in andere deeltjes. Op die manier is er ook de mogelijkheid dat we zo heel af en toe deeltjes produceren die we nog niet kennen, en die ons nieuwe inzichten kunnen verschaffen over de natuur op de allerkleinste schalen, kleiner dan een miljardste van een miljardste van een meter.
De CMS detector
Om die nieuwe deeltjes te bestuderen, die meteen na hun ontstaan vervallen in deeltjes die we al kennen, gebruiken we een enorme deeltjesdetector. De CMS detector is zo ontworpen dat het een hele waaier aan nieuwe deeltjes en fenomenen kan waarnemen en in detail bestuderen. De detector is opgebouwd als een ajuin, met verschillende lagen, die elk een specifieke detectie en energiemeting van bepaalde deeltjes uitvoeren. Uit die verschillende metingen kunnen we dan een beeld opbouwen van wat er in het hart van de botsing gebeurde.
Duizenden wetenschappers van over de hele wereld, ook van de VUB, gebruiken de metingen van al die botsingen om te zoeken naar nieuwe fenomenen die antwoorden kunnen bieden op fundamentele vragen in de fysica: waaruit is ons universum opgebouwd en welke krachten werken er op in? Wat is donkere materie? Waarom is er een asymmetrie tussen materie en antimaterie? En hoe bekomen die deeltjes een massa?
Het Brout-Englert-Higgs deeltje
Omtrent die laatste vraag heeft de LHC versneller in ieder geval al een revolutie gebracht. Een theorie van bijna 50 jaar oud werd recent experimenteel bevestigd met de ontdekking in 2012 van een nieuw fundamenteel deeltje met enkele unieke eigenschappen: het Brout-Englert-Higgs deeltje. Deze wetenschappelijke triomf werd in 2013 bekroond met de eerste Belgische nobelprijs fysica voor de bedenkers van dit mechanisme dat massa kan geven aan de deeltjes, en dat het nu gevonden nieuwe deeltje lang voor de ontdekking had voorspeld.
