CERN heeft plannen onthuld voor een nieuwe, gigantische cirkelvormige deeltjesversneller. Volgens de Duitse natuurkundige Sabine Hossenfelder heeft deze versneller echter onvoldoende potentieel om zijn enorme prijskaartje te rechtvaardigen.
Fysica-instituut CERN in Genève staat bekend als thuisbasis van ’s werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC). Vorige week onthulde CERN een ontwerp voor een nog groter apparaat: de Future Circular Collider (FCC).
De komende twee jaar zullen deeltjesfysici dit ontwerp vergelijken met andere toekomstplannen. Een rechtlijnige versneller behoort bijvoorbeeld ook tot de mogelijkheden. Uiteindelijk zal de CERN Council beslissen welk plan wordt uitgevoerd.
De minst dure versie van de FCC kost zo’n negen miljard euro. In de meest grootse visie loopt de prijs op tot een ontzagwekkende 21 miljard euro.
In een honderd kilometer lange ringvormige tunnel zouden deeltjes op elkaar worden geknald met een hoeveelheid energie die de botsingen in de LHC tot zachte tikjes degradeert. Dat idee heeft voor een hoop opwinding gezorgd. Het probleem is alleen: het is het geld niet waard.
Geen nieuwe ontdekkingen
Het is niet onmogelijk dat we met zo’n versneller nieuwe subatomaire deeltjes zullen vinden, net zoals we met de LHC het higgsdeeltje hebben opgespoord. Maar we hebben geen goede redenen om te denken dat dit zal gebeuren. Volgens de betrouwbaarste voorspellingen vereist een nieuwe ontdekking botsingsenergieën die 14 orden van grootte hoger liggen dan wat de FCC kan bereiken.
Daarom valt het niet te verwachten dat nieuwe ontdekkingen, zoals het vinden van de deeltjes die donkere materie vormen, met deze versneller binnen bereik komen. De enige betrouwbare metingen die je daarmee kunt verrichten, zijn gedetailleerdere metingen van de eigenschappen van deeltjes die we al kennen. Het CERN-rapport erkent dat ook, maar houdt het op de achtergrond.
Het rapport maakt gewag van enkele hypothetische deeltjes waarvan het bestaan met de FCC zou kunnen worden uitgesloten. Het gaat dan bijvoorbeeld om zogeheten WIMPs: kandidaten in de zoektocht naar een verklaring voor donkere materie. Maar fysici maken miljoenen voorspellingen van nieuwe deeltjes. Met een paar daarvan uitsluiten schiet je weinig op.
Betere technieken
Aanhangers van de FCC komen met de gebruikelijke argumenten: investeren in zo’n omvangrijk project zou gunstig zijn voor de industrie, het onderwijs en wetenschappelijke samenwerking. Maar die voordelen hangen aan elk grootschalig experiment.
We krijgen meer waar voor ons geld als we wachten op betere technieken om deeltjes te versnellen. Een voorbeeld daarvan is de plasma wakefield acceleration-methode. Daarnaast bereiken supergeleiders die bij hoge temperaturen werken mogelijk een niveau waarbij ze van pas komen om een versneller met sterkere magneten uit te rusten. Beide technieken kunnen binnen een of twee decennia beschikbaar komen.
Pauzeren
Het zou logischer zijn om de jacht op nieuwe deeltjes twintig jaar te pauzeren. Dan zijn er nieuwe technieken beschikbaar, of concretere voorspellingen voor nieuwe fysica die kostbare nieuwe versnellers rechtvaardigen.
Andere grootschalige experimenten, bijvoorbeeld met radiotelescopen of apparaten die naar donkere materie speuren, zouden in de tussentijd betrouwbaardere nieuwe inzichten bieden in de fundamenten van de natuurkunde. Bovendien zouden middelgrote en kleinschalige experimenten minder last hebben van grote samenwerkingsverbanden die geld en aandacht vreten. Om nog maar te zwijgen over het feit dat we misschien sowieso beter af zijn als we in andere wetenschappelijke gebieden investeren.
Een grote deeltjesversneller is een van de duurste experimenten die je maar kunt bedenken. Op dit moment hebben we geen reden om te denken dat je daarmee iets nieuws zou ontdekken. Dat alleen al zou de bouw van deze superversneller een valse start geven.