[Artikel] Cern
Geplaatst: di 27 dec 2016, 11:00
Op de grens van Frankrijk en Zwitserland, 100 meter onder de grond, bevindt zich het grootste instrument ter wereld, gebouwd om het kleinste in de wereld te bestuderen. CERN is de naam van het beroemde Europees laboratorium voor deeltjesonderzoek, waar ondermeer het Higgs boson is gevonden en antimaterie wordt gemaakt.
Dit voorjaar was ik er een weekje op bezoek, en zeer onder de indruk van de schaal, precisie, uitgebreidheid en complexiteit van dit laboratorium en hoop in dit artikel wat van mijn enthousiasme over dit fantastische instrument te kunnen delen.
Wat superlatieven om een beetje een beeld te krijgen van de instrumenten die in Cern zijn opgesteld:
En dat alles is nodig om onderzoek te doen naar een toestand van energie en materie die zo buitengewoon is, dat we tot 13,8 miljard jaar terug moeten gaan, tot een fractie van een fractie van een seconde na de oerknal. Terug naar een moment waarop het heelal nog in helemaal niets leek op hoe wij het nu kennen; naar een heelal zonder sterren, planeten en zelfs zonder atomen. Een heelal waarin de bouwstenen van de bouwstenen van alle materie die er nu bestaat gevangen waren in een zinderend hete bal van razende quarks, gluonen en exotische deeltjes.
In deze reeks artikeltjes een overzicht van de instrumenten, hun globale werking en wat uitstapjes naar de achterliggende natuurkunde. Het volledig beschrijven van het meest complexe instrument ter wereld zou snel een forse bibliotheek vereisen, dus verwacht in dit overzichtsartikel absoluut geen volledigheid of uitgebreide toelichtingen op de precieze werking en de achterliggende fysica.
Dit voorjaar was ik er een weekje op bezoek, en zeer onder de indruk van de schaal, precisie, uitgebreidheid en complexiteit van dit laboratorium en hoop in dit artikel wat van mijn enthousiasme over dit fantastische instrument te kunnen delen.
Wat superlatieven om een beetje een beeld te krijgen van de instrumenten die in Cern zijn opgesteld:
- een 27 kilometer lange ring met 9593 tot bijna het absolute nulpunt gekoelde supergeleidende magneten die 24 ton per stuk wegen
- 4 ondergrondse ruimten waarin een kathedraal zou passen
- enorme 140 megapixel hypersnelle digitale camera's die tot 12,5 miljoen kg wegen en meer staal dan de Eiffeltoren bevatten
- een derde van de wereldvoorraad helium om de instrumenten te koelen tot vlak bij het absolute nulpunt met de grootste koelinstallatie ter wereld
- dat alles is nodig om een werkelijk minieme hoeveelheid waterstofkernen met bijna (maar nooit helemaal) de lichtsnelheid te laten botsen
- de hoogste temperatuur ooit door mensen gemaakt vind je in Cern; in de botsingsgebieden is het 250.000 keer heter dan in de kern van de Zon
- 6500 wetenschappers van 500 universiteiten uit 80 landen werken aan het megaproject mee
- Cern heeft een energieverbruik van 200 miljoen Watt, genoeg voor een stad van 300.000 inwoners
- 10 gigabyte per seconde aan gegenereerde data die door 11.000 servers met 100.000 processorkernen wordt afgehandeld
- een hoeveelheid data zo groot, dat er een speciaal soort netwerk voor werd ontworpen, het netwerk dat nu in de wereld bekend staat als Internet
En dat alles is nodig om onderzoek te doen naar een toestand van energie en materie die zo buitengewoon is, dat we tot 13,8 miljard jaar terug moeten gaan, tot een fractie van een fractie van een seconde na de oerknal. Terug naar een moment waarop het heelal nog in helemaal niets leek op hoe wij het nu kennen; naar een heelal zonder sterren, planeten en zelfs zonder atomen. Een heelal waarin de bouwstenen van de bouwstenen van alle materie die er nu bestaat gevangen waren in een zinderend hete bal van razende quarks, gluonen en exotische deeltjes.
In deze reeks artikeltjes een overzicht van de instrumenten, hun globale werking en wat uitstapjes naar de achterliggende natuurkunde. Het volledig beschrijven van het meest complexe instrument ter wereld zou snel een forse bibliotheek vereisen, dus verwacht in dit overzichtsartikel absoluut geen volledigheid of uitgebreide toelichtingen op de precieze werking en de achterliggende fysica.