Terwijl krantenkoppen achter AI-start-ups en maanraketten aan hollen, krijgt bij CERN een ander soort megaproject vorm: een kolossale ring die deeltjes zo heftig op elkaar laat knallen dat de natuurwetten nergens meer kunnen schuilen.
Een miljardenduik voor pure wetenschap
Een groep techtycoons en wetenschapsfilantropen heeft ongeveer €850–860 miljoen toegezegd om de Future Circular Collider (FCC) mee te financieren, een voorgestelde opvolger van CERNs huidige werkpaard, de Large Hadron Collider (LHC).
Het gebaar valt op om één simpele reden: er is geen businessmodel. Geen beursgang, geen commercieel product, geen patenten in de wachtrij. Alleen een belofte van betere kennis over hoe de werkelijkheid werkt.
De FCC wil deeltjesbotsingen naar nooit geziene energieën duwen, op zoek naar barstjes in de huidige leidende theorie van de fysica.
De financiering komt van een kleine kring ultrarijke geldschieters, waaronder de Breakthrough Prize Foundation, Eric en Wendy Schmidt, industrieel John Elkann en de Franse ondernemer Xavier Niel. Zij bundelen de krachten met Europese overheden, die traditioneel het grootste deel van CERNs budget dragen.
Voor een vakgebied dat gewend is aan publiek geld en trage onderhandelingen tussen staten, betekent zulke private steun een culturele verschuiving. Ze geeft een signaal dat grensverleggende fysica vandaag meer aanspreekt dan alleen academici en carrièrewetenschappers.
Wat is de FCC precies?
Een ring groter dan Parijs
Het cijfer in de kop valt moeilijk te negeren: de geplande tunnel van de FCC zou ongeveer 91 kilometer omtrek hebben onder de regio Genève, en onder Frans en Zwitsers grondgebied door lopen. Dat is grofweg drie keer zo groot als de ringweg rond Parijs en ongeveer vijftien keer langer dan de huidige LHC-tunnel, die 27 kilometer meet.
Binnen die ring zouden bundels deeltjes in tegengestelde richting racen met snelheden uiterst dicht bij de lichtsnelheid. Krachtige supergeleidende magneten sturen en focussen de bundels, waarna ze op specifieke botsingspunten op elkaar knallen, omringd door gigantische detectoren.
De LHC draait al op energieën die nooit eerder zijn gehaald en leverde in 2012 het higgsboson op, goed voor een Nobelprijs een jaar later. De FCC zou die energieën opnieuw optrekken en - cruciaal - de precisie verhogen waarmee wetenschappers bekende deeltjes kunnen bestuderen.
Een van de kerndoelen van de FCC is het higgsboson met veel grotere nauwkeurigheid ontleden, op zoek naar piepkleine afwijkingen die op nieuwe fysica wijzen.
Op jacht naar donkere materie en andere gaten in het model
De moderne deeltjesfysica steunt op het Standaardmodel, een raamwerk dat tot nu toe elke experimentele test heeft doorstaan. Toch verklaart het enkele grote feiten over het heelal niet: waarom zwaartekracht zo anders werkt dan andere krachten, waar donkere materie zich verschuilt, of waarom er meer materie dan antimaterie is.
Door deeltjes op veel hogere energieën te laten botsen en met veel grotere datasets te werken, zou de FCC kunnen:
- De eigenschappen van het higgsboson meten met ongeëvenaarde precisie
- Zoeken naar nieuwe deeltjes die donkere materie zouden kunnen vormen
- Testen of bekende krachten echt voor alle deeltjes hetzelfde gedrag vertonen
- Sporen van “extra” dimensies of nieuwe symmetrieën in de natuur onderzoeken
In de deeltjesfysica kan zelfs een kleine discrepantie tussen voorspelling en meting wijzen op een volledig nieuwe laag van de werkelijkheid. De FCC geeft onderzoekers in feite tegelijk een sterkere hamer én een grotere loep.
CERNs lange adem: van naoorlogs pact tot megalab
Om te begrijpen waarom de FCC ertoe doet, helpt het om naar het palmares van de organisatie erachter te kijken. CERN startte in 1954, toen twaalf Europese landen, nog herstellend van de Tweede Wereldoorlog, besloten een gezamenlijk onderzoekscentrum te bouwen in plaats van concurrerende militaire labs.
Vandaag heeft CERN 23 lidstaten, verwelkomt het wetenschappers van meer dan 110 nationaliteiten, en ondersteunt het ongeveer 17.000 onderzoekers die de faciliteiten en data gebruiken. Het jaarlijkse budget ligt rond €1,35 miljard, voornamelijk gefinancierd door Europese overheden.
| CERN in één oogopslag | Kerncijfers |
|---|---|
| Oprichtingsjaar | 1954 |
| Lidstaten | 23 |
| Betrokken wetenschappers | ≈17.000 |
| Omtrek huidige collider (LHC) | 27 km |
| Wetenschappelijke publicaties per jaar | 3.000+ |
| Jaarbudget | ≈€1,35 miljard |
Naast de beroemde ontdekking van het higgsdeeltje hebben CERN-labs ook technologieën voortgebracht die de wereld buiten het lab mee vormgaven. Het World Wide Web begon als een hulpmiddel voor CERN-fysici om documenten te delen. Vooruitgang in supergeleidende magneten, cryogenica en vacuümtechniek vond zijn weg naar medische scanners, ruimtehardware en industriële systemen.
Voorstanders van de FCC stellen dat de nieuwe collider die cyclus op nog grotere schaal kan herhalen, door engineering vooruit te stuwen in domeinen zoals stroomverdeling, dataverwerking en geavanceerde materialen.
Privégeld in een publiek lab
Waarom miljardairs geven om fundamentele fysica
Tot nu toe steunden CERNs vlaggenschipprojecten op publieke financiering waarover lidstaten vaak jarenlang onderhandelen. De recente filantropische toezegging voor de FCC vervangt dat systeem niet, en zou slechts ongeveer 4–5% dekken van de geschatte totale kost, die richting €20 miljard kan gaan.
Toch verandert het gebaar het verhaal. Als een voormalige Google-topman als Eric Schmidt een deeltjesversneller steunt, is dat een signaal dat puur onderzoek waarde heeft voorbij nieuwsgierigheid. Stichtingen zien ook potentieel in spin-offtechnologieën: ultrasnelle elektronica, betere simulaties, efficiëntere datacenters, en misschien nieuwe benaderingen voor energiebeheer.
Voor donoren zit de FCC op het kruispunt van grote vragen over het heelal en harde engineeringproblemen die alledaagse technologie kunnen hertekenen.
CERN-directeur Fabiola Gianotti heeft deze private steun gekaderd als erkenning dat fundamenteel onderzoek ook een maatschappelijke rol speelt, niet enkel een academische. Het lab voedt nu al samenwerkingen met ziekenhuizen, cybersecurityteams en klimaatwetenschappers. Een collider van de volgende generatie zou dat netwerk verbreden.
Waar het project staat in de tijdlijn
De FCC is nog niet goedgekeurd. Het project zit in een routekaart voor de Europese deeltjesfysica, die momenteel een strategische update krijgt. Een politieke en wetenschappelijke beslissing wordt verwacht rond 2028, na uitgebreide technische en milieustudies.
Als het groene licht er komt, zou de bouw waarschijnlijk ongeveer een decennium duren. Dat omvat diepe geologische onderzoeken, het uitgraven van ongeveer 91 kilometer tunnel, de installatie van magneten en cryogene systemen, en de bouw van detectoren zo groot als kathedralen.
Europese instellingen zetten de FCC nu al op een lijst van “moonshot”-achtige projecten voor de periode 2028–2034, naast grote inzetten op energie, klimaat en gezondheid. Dat label wijst op lange doorlooptijden en grote risico’s, maar ook op aanzienlijke potentiële winst in kennis en technologie.
Grote wetenschap, grote gaten in de grond
Een tunnel van 91 km en negen miljoen kubieke meter steen
Het graven van een nieuwe tunnel onder het bekken van Genève roept vanzelf vragen op: waar gaat al dat gesteente heen, en hoeveel hinder krijgen lokale gemeenschappen?
CERN-teams werken nu al met geologen en milieudeskundigen aan digitale modellen van de regio. Het plan omvat gedetailleerde mapping van ondergrondse formaties, breuklijnen en grondwaterlagen, met als doel seismisch risico en schade aan ecosystemen te beperken.
De ontgraving zelf zou ongeveer negen miljoen kubieke meter materiaal opleveren. Ingenieurs onderzoeken hoe een groot deel van die steen hergebruikt kan worden voor bouw, landschapsinrichting of industriële toepassingen, in plaats van het als afval te behandelen.
Het FCC-project koppelt wetenschappelijke ambitie aan een testcase voor grootschalige, afvalarme bouw onder een dichtbevolkte regio.
Lokale overheden in Zwitserland en Frankrijk zouden mee beslissen over geluid, verkeer en ruimtelijke ordening tijdens de werken. De lange voorbereidingstijd laat ruimte voor publieke consultaties en milieueffectrapporten voordat er überhaupt met tunnelboren wordt begonnen.
Wat niet-fysici misschien willen weten
Kernbegrippen zonder jargon
Voor wie niet vlot is in de deeltjesfysica helpen enkele basisideeën om de hype te plaatsen:
- Deeltjesversneller (collider): een machine die piepkleine deeltjes, zoals protonen of elektronen, versnelt tot hoge energieën en ze dan op elkaar laat botsen, zodat detectoren kunnen registreren wat eruit komt.
- Higgsboson: een deeltje dat verbonden is met een veld dat andere fundamentele deeltjes massa geeft. Het nauwkeurig meten ervan kan nieuwe fysica onthullen die erachter schuilgaat.
- Donkere materie: een mysterieuze vorm van materie die geen licht uitzendt, maar via zwaartekracht wel de structuur van sterrenstelsels lijkt te beïnvloeden. Tot nu toe is ze niet rechtstreeks waargenomen.
- Standaardmodel: de hoofdtheorie die bekende deeltjes en krachten beschrijft (behalve zwaartekracht). Uiterst succesvol, maar onvolledig.
Eenvoudig gezegd breidt de FCC de huidige gereedschapskist uit. Ze laat wetenschappers harder botsen en de brokstukken nauwkeuriger meten, in de hoop dat de natuur een scheurtje toont in het gladde oppervlak van het Standaardmodel.
Wat als de FCC “niets nieuws” vindt?
Eén scenario baart sommige critici zorgen: een collider van meerdere miljarden euro’s die de bestaande theorie keer op keer bevestigt, zonder spectaculaire ontdekking. Fysici kijken heel anders naar dat risico.
Als de FCC het higgsdeeltje en andere deeltjes met verfijnde precisie meet en toch geen afwijking vindt, verscherpt dat net het raadsel. De toegelaten ruimte voor nieuwe theorieën krimpt. Concurrerende ideeën over donkere materie of extra dimensies kunnen worden uitgesloten, waardoor de gemeenschap gedwongen wordt tot betere, strenger begrensde verklaringen.
Er is ook het historisch trackrecord van indirecte voordelen. Het opleiden van duizenden jonge ingenieurs op enkele van de meest complexe machines op aarde sijpelt doorgaans door naar industrie, geneeskunde en informatica. Zelfs een “saai” fysicaresultaat kan een diepe technologische voetafdruk nalaten.
Voor de miljardairdonoren lijkt die mix van kosmische nieuwsgierigheid, risicovolle wetenschap en tastbare engineeringvooruitgang de inzet waard. Voor Europa zal het FCC-debat testen hoe ver het continent wil gaan in het steunen van nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek op continentale schaal.
Reacties
Nog geen reacties. Wees de eerste!
Laat een reactie achter