In de Large Hadron Collider botsen de komende maand geen protonen, maar loodionen op elkaar. Het doel: de ‘oersoep’ waar het piepjonge heelal uit bestond opnieuw creëren en bestuderen.

Het grootste gedeelte van zijn tijd is CERNs nieuwste deeltjesversneller, de LHC, bezig met het op elkaar laten knallen van grote hoeveelheden protonen. Maar sinds 4 november suizen deze deeltjes niet langer door de 27 kilometer lange, cirkelvormige tunnel van het mega-experiment bij Genève; ze hebben plaats moeten maken voor loodionen.

De eerste botsingen tussen deze veel zwaardere deeltjes werden opgetekend op 7 november 2010, om half één ’s ochtends. Sinds afgelopen maandag, 11.20 uur, zijn de omstandigheden stabiel en is de LHC dus officieel (tijdelijk) geen protonen- maar een loodionen-collider.

De energie waarbij de loodionen op elkaar knallen, markeert een enorme sprong voorwaarts; deze is 13,5 keer zo hoog als bij de Amerikaanse ‘concurrent’ RHIC, die overigens werkt met goudionen. Ook de temperatuur die door de botsingen ontstaat, is meer dan indrukwekkend: zo’n 10 biljoen graden. (Ter vergelijking: in het centrum van de zon is het circa 16 miljoen graden.)

Het doel van deze botsingen is het laten ontstaan van minuscule hoeveelheden van het ‘soepje’ waarin de bestanddelen van protonen en neutronen los voorkomen: het zogenoemde quark-gluon-plasma. Materie zou vlak na de oerknal, zo’n 13,7 miljard jaar geleden, in deze toestand hebben bestaan. Met de LHC hoopt men nu te kunnen onderzoeken hoe dit exotische plasma precies kon veranderen in de deeltjes waar het huidige universum uit bestaat.

Bij het bestuderen van dit proces is de hoofdrol weggelegd voor de LHC-detector ALICE, volledige naam A Large Ion Collider Experiment (‘een groot ionen-bots-experiment’). Daarnaast worden de algemene detectors ATLAS en CMS ingezet, die in de normale stand van de LHC ook botsingen tussen de protonen vastleggen.

De ‘loodfase’ zou moeten duren tot 6 december 2010, waarna er een winterstop volgt voor de LHC. Vanaf februari 2011 zijn dan weer de protonen aan de beurt.

Bronnen: CERN, ALICE, New Scientist

Beeld: CERN