Ons ''laatste'' experiment?

in een artikel over ''Zo bouwen we een tijdmachine''  heb ik gesproken over de ''Deeltjesversneller'' in het kader van reizen in de tijd.
Nu wil ik deze wondermachine vanuit een andere invalshoek benaderen namelijk; de nabootsing van de oerknal!

Natuurkundigen proberen de deeltjes te begrijpen waaruit de wereld is opgebouwd, en de krachten die tussen deze deeltjes optreden. Ze storten zich gretig op de meest extreme energieën, drukken en temperaturen, en bouwen voor dat doel enorme deeltjesversnellers; de makkelijkste manier om enorm geconcentreerde energie te verkrijgen, is door atoomkernen met enorme snelheiden, dicht bij de buurt van de lichtsnelheid, tegen elkaar te laten botsen.

Bij voorkeur gebruik je daarbij het allerzwaarste atoom, zoals goud, waarvan de kernen uit 79 protonen en 118 neutronen bestaan, waardoor ze bijna 200 keer zo zwaar zijn als waterstofkernen. Een loodkern, die 82 protonen en 125 neutronen bevat, is zelf nog zwaarder. Wanneer je twee van die atoomkernen tegen elkaar laat botsen, imploderen hun samenstellende protonen en neutronen tot een dichtheid en druk die vele malen hoger is dan die in een normale goud of loodkern. Ze kunnen bij zo'n botsing vervolgens in heel kleine deeltjes uiteenvallen. Volgens de theorie bestaat elk proton en elk neutron uit drie zogeheten quarks; bij de botsing tussen twee zware atoomkernen komen dus meer dan duizend quarks vrij. De omstandigheden in een deeltjesversneller benaderen, op zeer kleine schaal, de omstandigheden die in de eerste microseconde na de oerknal heersten, toen alle materie in het heelal tot een zogeheten quark-gluonenplasma was samengeperst.

Samengevat: in een deeltjesversneller worden deeltjes versnelt en door hiermee deeltjes op elkaar te knallen is het mogelijk om de situatie van de oerknal na te bootsen.

Sommige natuurkundigen hebben de mogelijkheid geopperd dat deze experimenten gevolgen zullen hebben die vele malen erger zijn dan een verpletterd atoom: de verwoesting van onze aarde bijvoorbeeld, of zelfs het complete heelal. Zo'n gebeurtenis wordt beschreven in het boek COSM van Gregory Benford.

Volgens het verhaal wordt bij een experiment in het Brookhaven-laboratorium een deeltjesversneller verwoest, waardoor een nieuw microheelal ontstaat.

Een experiment dat ongekende concentratie van energie genereert, zou (hoe onwaarschijnlijk ook) drie rampscenario's kunnen veroorzaken.

1 Het ontstaan van een zwart gat dat alles en iedereen in zijn omgeving opslokt.

2 De mogelijkheid dat de quarts zichzelf hergroeperen tot een ''strangelet'' (zie; What is a Strangelet?) dat alles wat het tegenkomt in een vreemde, nieuwe soort materie omzet.

3 Het risico dat deze botsingsexperimenten in zich dragen is een catastrofe die de ruimte zelf oplokt. De lege ruimte die door natuurkundigen het ''vacuum'' wordt genoemd.

Het vacum is niet zo leeg als we denken; het is een strijdtoneel waar, in latente vorm, alle krachten en deeltjes aanwezig zijn die onze fysieke wereld regeren.

Sommige natuurkundigen denken dat de geconcentreerde energie die vrijkomt als twee deeltjes met elkaar in botsing komen, een faseovergang zou kunnen veroorzaken die de structuur van de ruimte doet scheuren. De rand van dit vacuum ''nieuwe stijl'' zou zich als een opzwellende zeepbel verspreiden. Binnen die bel zouden geen atomen kunnen bestaan: Het zou een ramp op kosmische schaal betekenen.

Het zijn natuurlijk bizarre scenario's, maar fysici bespreken ze in alle ernst.


Zulke angsten komen weer naar boven nu dat het CERN-laboratorium in Geneve aankondigde dat er op dit moment wordt gewerkt aan de grootste en machtigste deeltjesversneller; de Large Hadron Collider of LHC, die in 2007 operationeel moet zijn. Met die versneller hoopt men het “Higgs boson” te kunnen vinden. Het Higgs boson is een deeltje dat andere deeltjes massa geeft en is het laatste nog niet geobserveerde deeltje van het standaardmodel van de materie. Zie: CERN

Op het plaatje is de cirkel van de deeltjesversneller in Geneve te zien. In deze cirkel (met een omtrek van 27 km) worden de deeltjes versnelt.

SAMENVATTING:
Honderd meter onder Genève bouwen technici en natuurkundigen aan de krachtigste deeltjesversneller ter wereld. Daarmee willen ze raadsels van de moderne natuurkunde oplossen.

 De Large Hadron Collider gaat vanaf november 2007 op zoek naar het mysterieuze Higgs-deeltje en naar het verschil tussen materie en antimaterie. Met wat mazzel produceert de LHC zelfs piepkleine zwarte gaten. (zie:Kennislink)

Elk zichzelfrespecterend land doet onderzoek bij Cern, zegt expert Frank linde. Honderd meter onder de grond, de krachtigste deeltjesversneller ooit gebouwd. Natuurkundigen staan te popelen om met de LHC de grenzen van het standard model op te zoeken en te verleggen. Zo moet de versneller het Higgsdeeltje vinden dat alle andere materia massa geeft.

Antimaterie

De LHC onderzoekt ook antimaterie, die volop in de belangstelling staat door Brouwns Bernini Mysterie. Antideeltjes en deeltjes hebben dezelfde massa, maar tegengestelde lading en andere eigenschappen; bij contact vernitiegen ze elkaar in een lichtflits.

Hoewel de Oerknal evenveel materie als antimaterie produceerde, is ons huidige universum vooral gevuld met materie. Het Standard Model voorspelt een te klein verschil tussen twee soorten deeltjes om die overvloed te verklaren; teken dat het incompleet is. Het experiment LHC rengt de voorkeur voor materie in kaart.

De uitspraak van Kennislink dat "met wat mazzel produceert de LHC zelfs piepkleine zwarte gaten"is dan weinig geruststellend als je hierbij bedenkt dat volgens de relativiteitstheorie níets aan de zuigkracht van een zwart gat kan ontsnappen.

Het enthousiasme is groot vooral wat '' the unexpected'' betreft. Nu nog denken we dat het kleinste legoblokje de quark is. Dat is het kleinste ondeelbare deeltje waaruit we bestaan. Het zou natuurlijk geweldig zijn als uit die botsingen blijkt dat er nog een niveau onder zit dat we nu nog niet kunnen zien. Dat betekent een compleet nieuwe fysica!'Aldus natuurkundig ingenieur Ten Kate.

Zijn enthousiasme kent green grenzen: "Hoe meer ontdekkingen de Atlas doet, hoe meer geld er komt voor nieuwe experimenten. Ten Kate: `We hadden allang begonnen moeten zijn met weer een nieuwere versneller en detector. Als je ziet dat dit project een ontwikkeltijd van twintig jaar had, dan is wel duidelijk dat we snel iets nieuws moeten starten. Anders vallen we straks in een gat.' (hopelijk geen zwart gat) De hoogleraar zou er graag nog een aantal jaren aan meewerken. `Ik zit straks zonder project, dus ik moet me hoe dan ook op iets nieuws oriënteren.'

De omvang van het ondergrondse experiment is indrukwekkend.

Er waren protesten te horen toen in 2002 het Brookhaven National laboratorium in de Verenigde Staten en het CERN-lab. in Geneve aankondigden atomen met nog meer energie tegen elkaar te willen laten botsen. De toenmalige directeur van Brooekhave, John Marburger (nu wetenschappelijke adviseur van Bush) gaf enkele deskundigen de opdracht om zich in deze kwestie te verdiepen. Deze kwamen tot conclusie dat er geen sprake van doemscenario's kon zijn waarbij de structuur van de ruimte verscheurd kan worden.

Wat het 2e risico betreft 'strangelet'' waren deze natuurkundigen echter niet zo zeker van hun zaak. Professor Scheldon Glashow heeft de kwestie als volgt samengevat: Als ''strangelets'' bestaan (en dat is zeer waarschijnlijk) Glashow en als ze tamelijk stabiele klonten vormen wat (zeer onwaarschijnlijk is) en als ze negatief geladen zijn (alhoewel de theorie er sterk op wijst dat ze positief geladen zijn) en als de minuscule strangelets met de Large Hadron Collider kunnen worden geproduceerd (wat zeer onwaarschijnlijk is) zou er een probleem ontstaan. Een pasgevormd strangelet zou atoomkernen kunnen gaan verzwelgen, en uiteindelijk de hele aarde kunnen opslokken. Het woord ''ONWAARSCHIJNLIJK'' van Sheldon Glashow hoe vaak ook herhaald, is niet overtuigend genoeg om onze zorgen over dit (hopelijk niet) laatste experiment weg te nemen.



Wie moet beslissen?



Geen enkel experiment met mogelijke catastrofale gevolgen zou doorgang moeten vinden. De mensen hebben recht op objectieve en duidelijkere informaties ook over het risico van zulke experimenten. Ik verbaas me over het gebrek aan objectieve informatie en ook aan openheid over de risico's die aan deze experimenten zijn verboden.

Hoe moet de maatschappij zich beschermen tegen de mogelijkheid dat ze wordt blootgesteld aan riskante wetenschappelijke experimenten.

Met alle respect voor de wetenschap, ik vind dat er ook een grens moet zijn voor het wetenschappelijk experiment en dat wij ''gewone stervelingen" inspraak moeten hebben en de voorwaarde daarvoor is een betere voorlichting.