• A
  • A
  • CERN en de kracht van internationale samenwerking

    (De eerste deeltjesversneller van CERN: de Synchrocyclotron, Foto: ScienceGuide)

    (De eerste deeltjesversneller van CERN: de Synchrocyclotron, Foto: ScienceGuide)

    - De waarde van CERN is volgens oud-onderzoeker Lyn Evans groter dan de wetenschappelijke opbrengsten. “Er is een kant aan CERN die mensen eigenlijk niet zien. En dat is dat wij hier de wereld samenbrengen, op een effectievere manier dan bijvoorbeeld de VN dat doet.”

    Hij stond aan de wieg van de grootste deeltjesversneller die ooit werd gebouwd en maakte het project van plan tot uitvoering mee. Inmiddels is Lyn Evans gepensioneerd maar is hij nog vaak te vinden in de controlekamer van de Large Hadron Collider (LHC). ScienceGuide sprak hem over de dagelijkse onderzoekspraktijk bij CERN en over de meerwaarde van het deeltjesonderzoek voor de maatschappij.

    Tussen de Jura en de Alpen, ter hoogte van Genève ligt een relatief kleine tektonische plaat van hard graniet. De plaats waar in 1957 de eerste versneller van CERN verrees bleek dan ook de perfecte plek om andere deeltjesversnellers te bouwen. Inmiddels is het gebied op de Frans-Zwitserse grens een bont wagenpark van apparaten, waarvan sommige vele meters onder de grond liggen.

    Vandaag ligt de versneller even stil, er is een probleem met het systeem van heliumkoeling dat de temperatuur bij de magneten onder de 2 graden Kelvin moet houden, vlakbij het absolute nulpunt. Alleen bij dit soort temperaturen behouden de magneten hun supergeleidende eigenschap. Ze kunnen zonder enig energieverlies een constant magnetisch veld aanleggen. De 27 kilometer lange ring is omgeven door dit soort magneten en zorgen dat de deeltjes (protonen) een cirkelvormige baan volgen.

    Lyn Evans CERN - ScienceGuide

    (Lyn Evans in de controlekamer van de LHC)

    Zo’n enorm apparaat onder de grond draaiende houden, dat moet flink wat energie kosten, of niet?

    “Dat kost het zeker. In totaal praat je over een capaciteit van 200 MegaWatt bij piekbelasting, dat is meer dan Genève zelf verbruikt. In het verleden was het nog wel zo dat er periodes waren dat de energiemaatschappij ons 24 uur op zwart kon zetten als er niet genoeg capaciteit was maar die tijden zijn voorbij.

    We onttrekken de energie voornamelijk uit Frankrijk en hebben het Zwitserse net als backup, want daar is de energie een stuk duurder” zegt Evans lachend “De energietoevoer vanuit Franse zijde is ook stabieler omdat zij hun elektriciteit voor een groot gedeelte uit kernenergie halen.”

    Waar gaat die energie dan eigenlijk aan op?

    “De meeste energie gaat op aan het koelen van de helium, de LHC zelf vergt eigenlijk bijna geen energie. De grootste slurper is onze heliuminstallatie, die maakt van het helium een sterk gekoelde vloeistof die we gebruiken om de magneten te koelen.”

    Helium is de laatste jaren schaarser en dus duurder geworden, maar daar heeft CERN volgens Evans weinig last van. “Wij hebben hier 100 ton helium in opslag op het terrein en kunnen dit wanneer we het niet gebruiken ook weer verkopen op de markt. Sowieso zorgen we er op allerlei manieren voor dat het niet kan ontsnappen want dat is te kostbaar.”

    Het is interessant dat u over de kosten begint. De schattingen van wat de LHC heeft gekost lopen nogal uiteen, maar het gaat om miljarden. Hoe betalen jullie dat allemaal?

    “Het zal je misschien verrassen om te horen dat CERN eigenlijk al 60 jaar zo ongeveer op hetzelfde budget opereert. De bouw van de LHC heeft ruwweg twintig jaar geduurd en dus konden we de kosten spreiden, alhoewel we wel een paar kleine leningen moesten afsluiten daarvoor. Onze begroting is vergelijkbaar met die van een middelgrote Europese universiteit en ik vind dat we voor die prijs bijzonder veel opleveren voor de maatschappij.

    Verder moet je ook begrijpen dat een heel groot gedeelte van de wetenschap ‘off site’ gebeurt. CERN heeft het beleid zo veel mogelijk open access te zijn, en inmiddels is sommige data zo makkelijk beschikbaar dat er zelfs op scholen mee gewerkt kan worden.

    CERN was de plek waar het wereldwijde web zoals wij het kennen ontwikkeld werd, het internet was er al maar de eerste html code werd hier geschreven. Dat was vanuit het ideaal van openheid maar ook de noodzaak om meer dan de inhoud van een e-mail met elkaar te delen. Inmiddels werken wij al op een nieuw systeem, The Grid, maar of dat binnenkort een maatschappelijke toepassing zal krijgen weet ik niet.”

    Jullie zetten dus een hoop data openlijk toegankelijk op het web. Zitter daar ook geen risico’s aan voor CERN en de wetenschap?

    “Zeker weten, die openheid is een van de grootste uitdagingen voor ons geweest, zeker voordat we het Higgs boson ontdekten. Hoe stop je ‘cowboys’ die aan de haal gaan met je data en allerlei berichten de wereld in gaan slingeren? Daarvoor is op een gegeven moment wel besloten dat alle artikelen die met data uit de LHC zijn gegenereerd, eerst een officiële stempel moeten krijgen van CERN.

    Bovendien, als je met 4000 man samenwerkt dan zitten daar veel jonge ambitieuze onderzoekers tussen. En er is toch die menselijke drang om de eerste te willen zijn die iets ontdekt of naar buiten brengt. Ook dan is het behouden van de controle niet gemakkelijk.”

    Wat betekende dat voor de ontdekking van bijvoorbeeld het Higgs boson? Moesten jullie dit gelijk naar buiten brengen voordat anderen het deden?

    “Nee, daar zijn we bovenop gaan zitten. In 2011, ruim een half jaar voor de bekendmaking, waren er namelijk al de eerste tekenen dat we het op het spoor waren. Toen is er op een werkbespreking op CERN afgesproken om een complete radiostilte in te lassen, extern maar ook intern. Alles moest dubbelblind dus dat betekende ook dat ATLAS en CMS zes maanden niet met elkaar mochten communiceren.”

    ATLAS en CMS zijn twee meetfaciliteiten die tegenover elkaar in de tunnel van de LHC zijn geplaatst. Beiden bestaan uit een groot aantal detectoren die in principe in staat zouden moeten zijn om het Higgs boson (en andere deeltjes) te detecteren.

    “Het moment dat mij altijd bij zal blijven is toen de teams van ATLAS en CMS na zes maanden hun data aan elkaar presenteerden op een seminar. Al hun bevindingen kon je precies op elkaar leggen, en dat terwijl het ook nog eens hele andere detectoren zijn. Ik had van tevoren ook nooit geloofd dat het mogelijk was om ‘lekken’ te voorkomen maar het is gewoon niet gebeurd.”

    Champagne bij CERN II - ScienceGuide

    (Bij elke grote ontdekking op CERN gaat er een fles champagne open in de controlekamer)

    Nu is de ontdekking van het Higgs boson een experiment dat een grote maar specifieke natuurkundige vraag beantwoord, maar wat is nu in het algemeen de maatschappelijke waarde van een instituut als CERN?

    “Er is een kant aan CERN die mensen eigenlijk niet zien. En dat is dat wij hier de wereld samenbrengen, op een effectievere manier dan bijvoorbeeld de VN dat doet. Dat vind ik een van de meest belangrijke aspecten aan het werk dat wij doen en ik zal ook keer op keer blijven benadrukken dat dit van onschatbare waarde is. Fundamentele wetenschap doen zorgt ervoor dat je je richt op de vraag en niet op je belangen

    Het fascineert me om Indiërs en Pakistanen, Serviërs en Kosovaren samen te zien werken op CERN. Ik denk dat dit een prachtig voorbeeld is van hoe internationale samenwerking kan werken. Bovendien is CERN, doordat er zoveel partner in betrokken zijn, ook neutraal grondgebied geworden waar diplomaten en wereldleiders elkaar kunnen ontmoeten.”

    U benadrukt het belang van fundamentele wetenschap maar is dat ook de hoofdmoot van het werk dat er in een project als de LHC gaat zitten?

    “Uiteraard komen er bij ons werk ook een heleboel technische aspecten kijken. Wij werken samen met heel veel kleine en grote partners om een uiterst complex apparaat als de LHC te kunnen bouwen. Bij het maken van de 4000 kleine generatoren die we in de LHC nodig hadden moesten we bijvoorbeeld een derde partij in de arm nemen. Niemand kon op dat moment energiebronnen maken met een zeer lage spanning en zeer hoge stroomsterkte, daarvoor zijn we bij een Fins bedrijf uitgekomen dat lasapparaten maakt.

    Ook in de verdere ontwikkeling van onze faciliteiten zullen we aan moeten blijven kloppen bij andere partijen. Meestal levert dat voor beiden iets op, wij hebben het apparaat dat we nodig hebben tegen een fractie van de kosten, en zij kunnen nu de boer op met zeer geavanceerde technologie. De kennis uit deze ontwikkelingen is in de regel open access en dat vinden wij ook terecht, we worden door de belastingbetaler betaald.”

    Die kennis is dan goed toe te passen door een aantal bedrijven, maar hoe zit het met de fundamentele kennis die CERN vergaart. Lukt het jullie om deze überhaupt over te brengen aan het bredere publiek dat jullie betaalt?

    “Je hebt gelijk dat het niet makkelijk is om een leek uit te leggen wat een Higgs boson is. Er is dan ook altijd vraag naar mensen die begenadigd zijn in wetenschapscommunicatie. Ik vind zelf dat Brian Cox [Britse Natuurkundige, red] een heel goed voorbeeld hiervan is. De grote frustratie van het Higgs boson is dat je nooit een metafoor of vergelijking zult kunnen gebruiken in de uitleg, die niet een deel van de nuance platslaat.”

    Dan nog een vraag over de media. Toen de LHC gebouwd werd deden er verhalen de ronde dat jullie hier in staat zouden zijn om een zwart gat te creëren dat de hele wereld op zou kunnen slokken. Hoe staat het er nu mee?

    “Ja, dat is niet gebeurd” verzucht Evans met een kleine glimlach, die midden in deze PR-storm terechtkwam als directeur van de LHC “Voor het begin van dit verhaal moeten we meer dan een decennium terug naar wanneer we de deeltjesversneller bij het Brookhaven Institute, de zogenaamde RHIC, net aan de praat gekregen. Toen waren er twee mensen in Hawaii die begonnen met procederen omdat ze dachten dat we met die machine zwarte gaten zouden kunnen maken. Daar gebeurde natuurlijk niets maar we hebben toen al wel een beetje geleerd wat voor soort mensen we achter ons aan zouden kunnen krijgen.

    In de tijd tussen de RHIC en de LHC ontwikkelde zich uiteraard het wereldwijde web, nota bene onze eigen uitvinding, en door de social media gingen deze verhalen razendsnel de wereld over… Ik heb mezelf wel eens afgevraagd, als er tijdens de eerste vaccinatiecampagnes ook sociale media waren geweest, waren overheden dan ooit in staat geweest om deze uit te voeren? Ik kreeg rond de tijd van de LHC geregeld e-mail van allerlei mensen die zorgen hadden. Toen de LHC na een paar dagen kapotging waren sommigen er dan ook in gelijkgesteld dat dit tegen de ‘wil van God’ was.”

    Wanneer hielden deze verhalen eigenlijk weer op?

    “Dat zou ik niet met zekerheid kunnen stellen, maar kort nadat de LHC weer opgestart was hielden die berichten op. Maar het is echt niet gezegd dat het niet terugkomt als we aan een volgend project beginnen. Het is ook niet makkelijk om te voorspellen waar mensen op aanslaan. Het meest gevaarlijke project van kernfysici ooit was de waterstofbom, daar was de voorspelling dat de hele atmosfeer weggeblazen zou kunnen worden. Nou, daar komen wij echt niet bij in de buurt met de LHC.”