27 kilometer lange tunnel krijgt ingrijpende metamorfose: CERN stopt experimenten

De Large Hadron Collider (LHC) bij het Europese kernonderzoekscentrum CERN gaat voor een ingrijpende modernisering offline. Tot minstens juni 2030 worden er geen deeltjes meer versneld in de 27 kilometer lange tunnel onder de Zwitsers-Franse grens, en de wetenschappers die dagelijks met de machine werken weten precies waarvoor ze die stilstand nemen.

Het uiteindelijke doel is een vertienvoudiging van het aantal botsingen per seconde. Meer botsingen betekenen namelijk meer data, en meer data vergroot de kans om zeldzame deeltjes of verschijnselen te observeren die tot nu toe buiten bereik bleven.

De versneller krijgt daarvoor een nieuwe identiteit als High-Luminosity LHC, waarbij luminositeit verwijst naar de dichtheid van deeltjesstromen en daarmee naar de frequentie waarmee deeltjes op elkaar botsen.

De werkzaamheden concentreren zich op een gedeelte van de tunnel van twee kilometer, met name rond de locaties van de Atlas- en CMS-detectorexperimenten. Op die plekken vinden normaliter de krachtigste botsingen plaats. Juist daar moeten de supergeleidende magneten worden vervangen en opgewaardeerd, zodat de kracht en precisie van de deeltjesstromen aanzienlijk verbetert.

Wat de operatie technisch buitengewoon complex maakt, is de koeltechnologie die vereist is. De magneten functioneren namelijk pas goed bij een temperatuur van circa min 271 graden Celsius, gekoeld met vloeibaar helium. Alleen al het wegpompen van die 100 ton helium kost minimaal een maand, en omdat CERN zelf niet genoeg opslagcapaciteit heeft, moet het gas worden afgeleverd aan externe afnemers.

Lees ook: Max Verstappen deelt tik uit aan George Russell: ‘Dit betekent…’

Restwarmte voor stadsverwarming

Hoewel de deeltjesversneller stilligt, zal CERN niet volledig zonder energieverbruik zitten. Bepaalde koelsystemen blijven namelijk actief, en die systemen produceren warmte als bijproduct. Tijdens de moderniseringsperiode kan CERN tussen de één en vijf megawatt aan warmte leveren aan het lokale stadsverwarmingsnetwerk in de regio Genève. Slechts gedurende vijf maanden verspreid over de vier jaar is er een situatie mogelijk waarbij er geen warmte aan het net wordt teruggeleverd, een factor waar het stadsverwarmingsbedrijf al rekening mee heeft gehouden in zijn planningen.

Verwacht wordt dat de gerenoveerde LHC na de herstart actief blijft tot rond 2040, waarna de machine definitief buiten gebruik wordt gesteld. Of er daarna een opvolger komt, is een vraag die bij CERN al serieus wordt onderzocht. Plannen voor een zogenaamde Future Circular Collider met een omtrek van honderd kilometer zijn al gepresenteerd, al gaat het daarbij om een tijdshorizon van meerdere decennia en een budgetvraagstuk van ongekende omvang.

Tekst gaat verder onder de post.

Dit bericht op Instagram bekijken

Een bericht gedeeld door Interesting Engineering (@interestingengineering)

Een machine met een indrukwekkende staat van dienst

De LHC werd in 2008 voor het eerst opgestart en heeft sindsdien meerdere cruciale ontdekkingen mogelijk gemaakt. De bekendste is de bevestiging van het Higgs-boson in 2012, een deeltje dat al decennialang was voorspeld maar nooit eerder was waargenomen. Die vondst leverde de natuurkundigen Peter Higgs en François Englert in 2013 de Nobelprijs voor de Natuurkunde op.

CERN zelf werd opgericht in 1954 en is gevestigd op de grens van Zwitserland en Frankrijk. De organisatie telt inmiddels 23 lidstaten en geldt als een van de meest productieve wetenschappelijke samenwerkingsverbanden ter wereld.

De LHC is de grootste en krachtigste deeltjesversneller die ooit is gebouwd, met een omtrek van 27 kilometer en een ligging op een diepte van tachtig tot 175 meter onder het aardoppervlak.

Lees ook: Luchtrecirculatie kan gevaarlijk zijn: zo gebruik je de knop correct

Lees ook: 3 lange jaren: Chinese elektrische auto werd een nachtmerrie voor Magnus