NATUURKUNDIGEN
VRAGENWEST-EUROPA:
Anderhalf
miljard voor
een QUARK
grootste deeltjesversneller
DOOR
EIBERT H.
BUNTE
lV/f °ET West"Euroi)a anderhalf miljard ofwel vijf
tienhonderd miljoen gulden neerleggen om iets
op te sporen, waarvan men niet weet of het bestaat?
Dat is de vraag, waarvoor de regeringen der Westeuro-
pese staten zich eerlang gesteld zullen zien. Die vraag
?al hun worden voorgelegd
door de crème de la crème
van de Europese natuur
kundigen, die zich bezig
houden met het doorvorsen
van de wereld der uiterst
kleine dimensies, waarin
een biljoenste centimeter
een grote afstand is en een
biljoenste seconde een lan
ge tijd.
Anderhalf miljard volgens
de schatting van het ogenblik,
maar het wordt natuurlijk
meer zal de reusachtige
deeltjesversneller moeten kos
ten, voor de bouw waarvan de
plannen klaar liggen bij de
CERN, de Europese Organisa
tie voor Kernfysisch Onder
zoek in Genève. Moet deze
versneller er komen? En, zo
ja, waar?
In Genève wordt thans hard gewerkt aan de constructie van de „opslag-
ringen", waarin protonen met zeer hoge energieën op elkaar zullen botsen.
Essentieel voor deze ringen zijn de reusachtige magneten, die de deeltjes in
hun baan moeten houden. De plaat laat één van deze magneten zien.
Voor een metertje draad
meer of minder, een schake
laartje of wijzertje 'extra,
gaat men bij de experimen
ten in Genève niet op zij
Hoeveel kilometer draad daar
wel verwerkt is en
wordt
0 Ais we het woord „filter"
Wer denken we niet aan een
ilte groot, stalen gevaarte,
'ij de CERN is dat anders:
fee monteurs werken aan de
tlelrtroden van een „deeltjes-
'üter", dat bij de experimen
ten verschillende soorten deel
tjes van elkaar scheidt, opdat
de proefnemingen zuiver
zullen zijn»
De menselijke kennis breidt
zich uit naar twee kanten.
Enerzijds zijn er de astrono- -w-rrr 1 1 i i
geheimen van het heelal en Waar komt swerelds (voorlopig)
met hun kijkers en radiotele- 1 O
scopen doordringen tot afstan- die misschien alleen te verkla- andere materiedeeltjes te la- dus hun energie aanzienlijk toe.
den van triljoenen kilometers ren zullen zijn als de fysici ten botsen. De sporen van deze 0m dit te hereiken laat men ze
en in tijden, miljarden jaren meer zullen hebben begrepen botsingen worden fotografisch met b.ebulP van zeef sterke magne-
geleden Aan de andere kant van wat er in het subnucleai- vastgelegd en laten ziin, wat <e"
Elrktn "atuurkl*"dlSen' dl® re wereldje gebeurt; omge- voor deeltjes erbij betrokken in 'die ronde banen elektrische
werken in ae wereld van net keerd zou het begrijpen van waren en hoe ze dat waren, net stoten krijgen. Het begon voor de
atoom en zijn samenstellende processen in de kosmos wel zoals een foto van de hemel oorlog met betrekkelijk eenvoudige
delen, waar miljardsten en bil- eens kunnen bijdragen tot het sporen van sterren laat zien op apparaten, die aan de deeltjes een
joensten van onze standaard doorgronden van de wereld de plaats waar ze zich eens energie konden meegeven van enige
eenheden groot kunnen zijn. van het kleine. hebben bevonden. LTgeln wil zegden" dat een
De laatste jaren begint het er- Wat voor de astronoom de ciwnTivr energie hadden alsof zij tussen
op te lijken, dat de astronomie telescoop is, dat is voor de o101EN twee elektrische polen een span
en deze zogeheten subnucleai- subnucieaire fysicus de deel- botsingen te veroorzaken nirgsverschil van enige tientallen
re fysica elkaar gaan vinden, tjesversneller, het apparaat "waarbij werkelijk wat gebeurt miljoenen volts hadden doorlopen.
iat twee uitersten elkaar caan waarmee hii miniem» hrokies moet men de projectielen zeer grote Dat waren toestellen met miJdellij-
tat twee uitersten eixaar gaan waarmee hij m.ntem^ Brokjes snelheden geven in de buurt van de ren van enkele meters. Steeds gro-
/aken. De astronomen komen materie zeer grote energieen lichtsnelheid: 300.000 kilometer per ter werden de versnellers en
Ie staan voor verschijnselen, geeft om ze vervolgens tegen seconde. Dan neemt hun massa, en steeds duurder.
Het ogenblik kwam, dat geen en
kel Westeuropees land zich meer
kon veroorloven, voor eigen reke
ning verder te gaan. Daarom sloeg
West-Europa de handen ineen en
richtte de CERN op. Bij Genève
werd een enorme versneller ge
bouwd, die een middellijn had van
maar liefst 200 meter. Dit proton-
synchrotron kon protonen ker
nen van waterstofatomen ver
snellen tot een fractie van een pro
cent beneden de lichtsnelheid en gaf
hun een energie van 28 miljard
(28.000.000.000) elektronvo't (28
GeV). Met dit apparaat zijn ont
dekkingen gedaan van fundamen
teel belang; ontdekkingen, die bij de
fysici het verlangen wakker riepen
naar nog sterkere versnellers.
7O0R een deel krijgen zij over
v een paar jaar al hun zin. Er is
350 miljoen beschikbaar gesteld
om aan deze machine „opslagrin-
gen" te bouwen. Daarin worden
rondcirkelende protonen opgesla
gen, die in elk van de ringen tegen
gestelde richtingen hebben. Laat
men ze, zodra er genoeg voorra
dig zijn, op een „kruispunt" tegen
elkaar botsen, dan krijgt men
„equivalente versneller-energieën"
niet van tegen de 60 GeV,
doch veel grotere. In deze subnu
cieaire wereld is een plus een na
melijk niet altijd twee. Maar de
verlangens gaan veel verder. Men
wil een machine, zeker tienmaal
zo sterk als het Geneefse apparaat.
Zo kwamen de technici op het con
cept voor een protonsvnchrotron,
dat niet minder dan 300 miljard
elektronvolt (300 GeV) zou moeten
kunnen halen, een machine met
een middellijn van 2,4 kilometer,
die, met inbegrip van experimen
teerruimten, hulpapparatuur, labo
ratoria en dergelijke, een oppervlak
te van 20 km2 zou beslaan, onge
veer een derde van het totale ge
meentelijke gebied van Den Haag!
Een bouwwerk zou het moeten wor
den, waarin een miljoen ton beton
zou worden verwerkt ,maar dat
niettemin zó nauwkeurig zou moe
ten worden geconstrueerd, dat bij
de magneten de afwijking over
afstanden van 200 meter niet meer
bedraagt dan eentiende millime
ter.
GECOMPLICEERD
HET is moeilijk voor de buiten
staander zich een beeld te vor
men van de duizend en een uiterst
gecompliceerde technische proble
men die aan de bouw van zo'n ma
chine vastzitten, van de kennis en
vindingrijkheid die nodig zijn om
ze op te lossen, en van de hersen
en handenarbeid die aan bouw en
exploitatie moeten worden besteed.
Het is voor diezelfde buitenstaan
der echter gemakkelijk, de vraag te
stellen wat de zin is van de bouw
van een apparaat, waarvan de
grootte kilometers beloopt, de prijs
anderhalf miljard gulden en de ex
ploitatie 400 miljoen per jaar. Hier
moeten toch wel zeer grote belan
gen in het spel zijn, is hij geneigd
te denken. De mannen van de
Ergens in een CERN-gebouw staat een heel eenvoudige
maquette van ,,de 300 GeV". De ronde „aanjager", onder de
gebouwen zichtbaar, is even groot als het machtig proton-
synchrotron in Genève.
CERN hebben het antwoord klaar:
het praktische nut van de nieuwe
machine is nihil. He. apparaat zal
enkel dienen om de menselijke ken
nis te vergroten. Iets minder vaag
uitgedrukt: de laatste jaren nei
gen de fysici ertoe, de grote ver
scheidenheid aan „elementaire"
deeltjes toe te schrijven aan ver
schillende toestanden van één deel
tje, dat dan echt elementair zou
zijn; een deeltje dat voorlopig
quark is gedoopt en met de mon
ster-machine hoopt men te kunnen
uitmaken of dat deeltje bestaat.
ANDERHALF miljard dus voor
een quark, waarvan men niet
weet of het bestaat? In een gesprek
met de voorzitter van de Raad van
de CERN, onze landgenoot, dr. J. H.
Bannier, rijst natuurlijk de vraag of
de fysici nu niet te veel verlangen.
Hij zegt er dit van: „Je kunt nooit
weten, waar fundamenteel onder
zoek ooit toe zal leiden."
Het is de oude kwestie, die Fa
raday lang geleden al eens afdeed
met de opmerking: wat is het nut
van een pasgeboren baby? En die
een ander beroemd Engels fysicus
eens tegenover de Britse minister
van financiën de variant in de
mond legde: Wat er uit komt weten
we niet, maar u kunt er zeker
van zijn, dat u er belasting op
kunt heffen.
De fysici, zegt dr. Bannier, zijn
er vlak voor, dat de „300 GeV",
zoals hij in de wandeling wordt
genoemd, er komt. Want zij zitten
aan een grens, aan de andere zij
de waarvan zij de oplossing van
verscheidene intrigerende raadsels
denken te kunnen vinden.
Een heel andere zaak is, hoe de
regeringen erover denken, die
voor de kosten moeten opdraaien.
Dr. Bannier: „De regeringen heb
ben zich bereid verklaard om over
meedoen te praten, doch behou
den zich hun beslissing nog voor".
Anderhalf miljard is natuurlijk
een enorm bedrag. Het geld hoeft
echter niet in één keer op tafel te
komen. De bouw zal acht tot tien
jaar vergen, en jaarlijks zal dus
150 200 miljoen beschikbaar moe
ten komen. Zeg, dat Nederland
daarin participeert voor eenzelf
de percentage als momenteel in de
CERN, dat is 4 procent, dan zou
ons land per jaar 6 miljoen moe
ten opbrengen nog geen twee
kwartjes per inwoner. Dat is een
te verwaarlozen bedragje als men
bedenkt, dat de begroting van het
ministerie van Onderwijs en We
tenschappen iedere Nederlander
belast met jaarlijks ruwweg 300
gulden. Voor ons land hoeft het
meedoen aan de 300 GeV financieel
dus geen bezwaar te zijn, maar
voor andere staten kan de situatie
anders liggen, voor Engeland bij
voorbeeld, dat 24 procent in de
CERN bijdraagt, of voor West-
Duitsland, dat 22 procent voor zijn
rekening neemt en dat de laatste
tijd juist nogal aan het bezuinigen
is. Met name dit laatste land
schijnt tegen de uitgaven voor de
nieuwe versneller op te zien, al zou
het de machine hee1 graag binnen
zijn grenzen krijgen.
AANBIEDINGEN
DAT is een tweede belangrijk
aspect: waar zou de versnel
ler moeten komen? In deze vraag
verdiept zich in Genève vooral een
Nederlander, dr. C. J. Zilverschoon,
een van de CERN-mensen van het
eerste uur. Hij heeft de ervaring
opgedaan, dat er heel wat landen
zijn, die graag een terrein voor de
300 GeV beschikbaar willen stellen.
Er zijn zeer veel aanbiedingen
binnengekomen; daarvan zijn er
nu, na een scherpe selectie, nog
veertien over. Zweden is nog in de
markt met een stuk grond bij Upp
sala, Engeland met Cambridge,
België met terrein nabij Dinant,
Frankrijk met grond bij St. Tropez,
Italië met Triest en Nardo, Spanje
met ruimte bij Madrid, Oostenrijk
met een streek bij de Tsjechische
grens, Griekenland bij Athene en
Duitsland met vier terreinen bij
Hamm, bij Mtinchen en in het Saar-
gebied. Nederland heeft geen aan
bieding gedaan er is bij ons een
voudig geen ruimte, tenzij men
kostbare recreatiegebieden zou wil
len aantasten.
Zo dr. Zilverschoon al een per
soonlijke voorkeur heeft voor een
van de mogelijkheden, houdt
hij die zorgvuldig voor zich. „We
moeten hier objectieve maatstaven
aanleggen en iedere terzake doende
factor in rekening brengen".
..Daar zijn in de eerste plaats de
zuiver technische eisen. Het terrein
moet een trillingvrije, vaste bodem
hebben, bij voorkeur rotsgrond,
waarin de ronde tunnel kan worden
uitgehakt. Het moet liefst mogelijk
heden tot uitbreiding bieden. Er
moeten goede wegen heen leiden,
er moet voldoende elektriciteit be
schikbaar zijn, en koelwater, een
internationale luchthaven binnen
een redelijke afstand zou een groot
voordeel zijn. Dat is allemaal ob
jectief vast te stellen. Maar daar
naast krijg je te maken met vra
gen als: Is een bepaalde plaats
gunstig voor het aantrekken ran
personeel? Kun je hoog gespeciali
seerde krachten, die zich voor een
reeks van jaren, en misschien wel
voor de rest van hun carrière, aan
het project verbinden, het culturele
klimaat bieden dat zij wensen of
nodig hebben? Moet je in een arc
tisch klimaat gaan zitten, of in een
subtropisch? Vergeet niet, is de 300
GeV eenmaal in gebruik, dan zul
len zich in de omgeving ervan
10.000 tot 15.000 mensen vestigen,
stafleden en personeel met hun ge
zinnen."
Valt al enigszins te onderkennen,
hoe de keuze straks gaat uitvallen?
„Op geen enkele wijze", zegt dr.
Zilverschoon zeer beslist. „Momen
teel doen wij op alle aange
boden terreinen metingen en ver
kenningen. Er zal nog heel wat
gestudeerd moeten worden voor
dat een definitief oordeel kan wor
den geveld. Dat duurt zeker nog
een jaar of twee."
LAATSTE WOORD
De vraag is gerechtvaardigd of
met de 300 GeV, zo die er komt
en daar twijfelt men bij de CERN
niet aan het laatste woord op
het gebied van versnellers zal zijn
gesproken. Het antwoord kan niet
zonder meer positief of negatief
zijn, want het hangt af van de ont
dekkingen, die met de 300 GeV
zullen worden gedaan. Blijkt er
geen sprake te zijn van het bestaan
van een quark of van andere onbe
kende fenomenen buiten het nu
doorvorste energiegebied, vindt
men met de 300 GeV dus hetzelfde
als in principe reeds van de 28
GeV bekend is, dan zal het mis
schien weinig zin hebben om nog
grotere machines te bouwen. Open
baart zich evenwel een geheel
nieuwe wereld van verschijnselen
en de fysici nemen aan dat dit het
geval zal zijn dan komt onher
roepelijk de vraag opnieuw aan de
orde: en wat zullen we vinden als
we nóg hogere energieën gebruiken?
Natuurlijk kan men ook de 300
GeV in een later stadium voorzien
van opslagringen, daar wordt in
de plannen nu al rekening mee
gehouden zodat men weer een
veelvoud van de energie verkrijgt,
zoiets van 180.000 GeV maar
zal men dèn tevreden zijn?
Dr. Zilverschoon ziet het zo: er
zullen na de 300 GeV misschien nog
twee grotere versnellers komen, en
de laatste van deze twee zal waar
schijnlijk het einde van dit type
machine moeten zijn. Dat zou
een versneller moeten worden
van 1000 tot 1500 GeV, met op
slagringen, een apparaat dat noch
de Sowjet-Unie, noch Amerika noch
West-Europa zelfstandig zou kunnen
financieren, omdat het 4 of 5 mil
jard zou kosten, en dat dus een
„wereld-machine" zou moeten wor
den, een tastbaar stuk samenwer«
king van heel de mensheid.
