Wat komt er na de Large Hadron Collider?

Ontwerp van de Compact Linear Collider, CLIC. Credit: CLIC Collaboration

Deze week mocht de wereld uitgebreid getuige zijn van de presentaties in Genéve, waarin het Europese deeltjesinstituut CERN bekendmaakte dat met de Large Hadron Collider – ’s werelds grootste deeltjesversneller – aanwijzingen zijn gevonden voor het bestaan van een Higgs boson met een massa van ongeveer 125 GeV. Nee, bewijs er voor kon nog niet worden geleverd, maar dat dat zal wel ergens in 2012 het geval zijn, zo is op dit moment de redenering. OK, je zou denken dat de natuurkundigen op hun lauweren rusten en gewoon doorgaan met de protonenbotsingen in de LHC, om daarmee volgend jaar het ‘Nobelprijs-proof’ bewijs te leveren. Maar niets is minder waar, want natuurkundigen nemen geen genoegen met het grootste en duurste instrument (€ 3,1 miljard voor de LHC, exclusief detectoren) voor deeltjesonderzoek, ook al ondergaat de LHC volgens de planning in 2014 nog een upgrade, waardoor de botsingsenergie van 7 TeV omhoog gaat naar 14 TeV – mogelijk door het gebruik van een nieuwe generatie supergekoelde magneten ^[1]Er wordt zelfs gesproken over een extreme upgrade richting 33 TeV.. Ze denken al weer vooruit aan nieuwe instrumenten, die nóg meer kunnen dan de LHC. Per slot van rekening kan men met de LHC het Higgs boson ontdekken, maar dan weet je nog weinig details, behalve diens massa. Zijn er bijvoorbeeld meerdere varianten van het Higgs boson, heeft deze supersymmetrische eigenschappen, enzovoorts. Allemaal vragen waar een nieuwe generatie deeltjesversnellers antwoord op moet geven. Daarom liggen er op de tekentafels van de bouwers al twee opvolgers van de LHC:

• de International Linear Collider (ILC): is de LHC een 27 km grote cirkel, de ILC daarentegen is een versneller die één rechte lange lijn is. Er wordt geen gebruik gemaakt van de protonen, de grootste stabiele deeltjes, maar van de veel lichtere electronen en muonen. Protonen produceren bij hun botsingen een grote hoeveelheid deeltjes, waar veel oninteressante deeltjes (ruis) bij zitten en waarvan de computers maar moeten ontdekken wat bruikbaar is en wat niet. De ILC produceert met z’n lichtere deeltjes veel schonere botsingen, die minder ruis opleveren. De botsingsenergie ligt tussen 500 GeV en 1 TeV – minder dan bij de LHC, maar veel effectiever.
• de compact linear collider (CLIC), die vergelijkbaar is met de ILC, maar wiens botsingsenergie hoger ligt: tot 3 of zelfs tot 5 TeV. De bedoeling van CLIC is dat met een bundel electronen met hoge intensiteit, maar lager energie een tweede bundel van electronen wordt opgestuwd tot grote energie, resulterend in zeer schone botsingen.

Gerelateerde Astroblogs:

Zeldzaam verval van het Higgs boson zou kunnen wijzen op Nieuwe Natuurkunde LHC produceert het tt̅W-trio vaker dan het Standaard Model voorspelt Quantumfysici tonen aan; simulaties van ‘terug-in-de-tijdreizen’ kunnen wetenschappelijke experimenten verbeteren