• D (La Repubblicadelle Donne)
  • Reader
  • De kinderen van de big bang

De kinderen van de big bang

D (La Repubblicadelle Donne) | Rome | Mara Accettura | 17 februari 2017

In de laboratoria van CERN bij Genève doen zestienduizend jonge wetenschappers uit de hele wereld onderzoek naar de mysteries van het heelal. D, het weekblad van de Italiaanse krant La Repubblica, ging er op reportage.

Francesca Dordei (29) raakte bevlogen tijdens een sterrennacht met de padvinders. ‘De big bang, zwarte gaten, sterren die ontstaan en uitdoven. Ik had een heleboel vragen over het heelal.’ Edward Bossini daarentegen was gek op Lego Technic. ‘Ik deed niets anders dan het in elkaar zetten, uit elkaar halen en opnieuw in elkaar zetten, samen met mijn vader. Van elektrische circuits tot de beweging van de planeten: ik wilde weten hoe de wereld in elkaar stak. En dat wordt door de natuurkunde op een simpele en elegante manier uitgelegd.’

Beiden zijn op de juiste plek terechtgekomen: de laboratoria van CERN, de campus vlak bij Genève, op de grens van Zwitserland en Frankrijk, waar ze zich met niets anders bezighouden dan met deeltjesfysica. In die ‘citadel’ zetten zestienduizend jonge academici en postdocs uit de hele wereld (van wie 20 procent vrouw) hun eerste stappen in de wetenschap, zij aan zij met gevestigde collega’s. Ze bouwen machines, doen experimenten, verzamelen gegevens, stellen rapporten op. Voor deze visionaire techneuten leveren oneindig kleine eenheden van het atoom niet alleen de verklaring voor de wetten die het heelal regeren, ze voegen ook stukjes toe aan de puzzel van de grote mysteries van het leven. Hun motto: Matter matters.

Grootste deeltjesversneller ter wereld

Onderzoek doen naar materie is in wezen een manier om te bestuderen waarvan wij zijn gemaakt. En dus wie we zijn en waar we vandaan komen. Arabella Martelli (32) herinnert zich de betovering van haar eerste dag bij CERN. ‘Een foto uit een natuurkundeboek van de middelbare school, met het onderschrift dat de belangrijkste natuurkundigen op die plek waren verzameld, werd opeens werkelijkheid. Toen ik er voor de eerste keer over de drempel stapte, als summer student, dacht ik: Wow, nu hoor ik daar ook bij!’

Van buitenaf gezien heeft CERN niets bijzonders: afgezien van het bolvormige bezoekerscentrum (de Globe of Science and Innovation) is het een doolhof van non-descripte gebouwen, kantoren en grijze loodsen, waarin je heel gemakkelijk kunt verdwalen. De straten zijn allemaal identiek en hebben nummers of zijn vernoemd naar wetenschappers. Het echte spektakelstuk bevindt zich honderd meter onder onze voeten: de LHC (Large Hadron Collider), een ring van 27 kilometer, de grootste deeltjesversneller ter wereld. Een hightechmachine, gebouwd om dingen te verklaren die lang geleden zijn gebeurd. ‘We versnellen protonen tot bijna de lichtsnelheid,’ zegt Dordei, ‘en dan laten we ze botsen en creëren zo mini-big bangs om te begrijpen wat er is gebeurd op het moment dat het heelal ontstond.’ ‘Door een druppel universum te herscheppen proberen we de eigenschappen ervan te snappen,’ vult Grace Luparello (33) haar aan. ‘Waarom vormt er zich bijvoorbeeld zo veel materie en zo weinig antimaterie? Ook op die vraag hopen we hier een antwoord te vinden.’

‘Druppel’ is overigens een groot woord. Dat wat dagelijks in de LHC wordt geïnjecteerd zijn nanogrammen materie. ‘Die zijn zo oneindig klein dat er in veertig jaar slechts 3 tot 4 gram aan deeltjes door deze machines is gegaan,’ zegt Mirko Pojer, de ingenieur die verantwoordelijk is voor de LHC. In 2012 heeft CERN wereldwijd alle media gehaald met de ontdekking van het Higgs-boson, een subatomair deeltje dat van fundamenteel belang is voor het standaardmodel van de deeltjesfysica.


In de controlekamer van de LHC wordt nog steeds de fles Veuve Clicquot bewaard die bij die gelegenheid is ontkurkt. Niet dat iemand dronken is geworden of triomfantelijk ‘eureka!’ heeft geroepen. Verre van dat. De aankondiging werd op ingetogen wijze gedaan door Fabiola Gianotti, de huidige algemeen directeur. Plotseling raakten we gefascineerd door gluonen, W- en Z-bosonen en fotonen, al begrepen we er nog steeds niets van, en werden de wetenschappers die zich daarmee bezighouden een soort vips. Maar het boson is inmiddels alweer oud nieuws.

De uitdaging is nu om nog verder te gaan, want het standaardmodel verklaart slechts 5 procent van het heelal. ‘Over zeven jaar gaat de LHC een nieuwe fase in, en daarom zijn we de machines aan het verbeteren,’ zegt Martelli. ‘Ik ben bezig een calorimeter te ontwerpen voor de CMS, waarvan we nu de eerste prototypes testen om erachter te komen wat ermee kunnen meten…’ Stop! Deeltjesfysici zijn geobsedeerd door meten. Als ze erover praten, lichten hun ogen op. Ze zitten bij toerbeurt aan de computer gekluisterd om de kleinste veranderingen te noteren. Maar ze spreken een voor niet-ingewijden onbegrijpelijke taal. Het volstaat te weten dat de CMS een van de deeltjesdetectoren langs de ring van de LHC is. De andere zijn Alice, Atlas en LHCb. Door middel van deze gigantische ‘camera’s’, die zo groot zijn als gebouwen van vier verdiepingen, proberen de wetenschappers van CERN uiterst geheimzinnige entiteiten op te sporen die het paradigma waarmee we verschijnselen interpreteren op revolutionaire wijze zouden kunnen veranderen.

Maria Giulia Ratti (26) houdt zich bezig met donkere materie. ‘We weten dat die in grotere hoeveelheden bestaat dan gewone materie,’ zegt ze, ‘en we weten dat die interageert met de zwaartekracht, maar we willen erachter komen of donkere materie daarnaast ook nog met andere krachten interageert. De uitdaging voor ons is de manier te vinden om dat zichtbaar te maken.’

Waar de donkere materie vooralsnog een soort gigantische ongedefinieerde massa is, is er met de antimaterie enige vooruitgang geboekt. ‘We zijn op een keerpunt aangekomen,’ zegt Dordei. ‘De gegevens die we drie jaar lang hebben verzameld, bevestigen de geldigheid van het standaardmodel. Maar er zijn afwijkingen. Het is nog te vroeg om definitieve conclusies te trekken, maar een van de hypotheses is dat het om onbekende deeltjes gaat.’ Ze houdt terecht een flinke slag om de arm: het kan tientallen jaren duren voordat de experimenten resultaten opleveren.

‘Je wilt als eerste het resultaat hebben. En als dat er eenmaal is, moet je jezelf alweer vragen gaan stellen over het volgende experiment’

Tijdens de lunchpauze stromen honderden jongeren massaal naar de cafetaria. Van pizza tot couscous, van sushi tot hamburgers, de menu’s spreken alle talen, net als de mensen. Een chaotische smeltkroes van Fransen, Britten, Duitsers en Spanjaarden, maar ook Arabieren en Chinezen. En een heleboel Italianen, met circa tweeduizend de grootste groep. Sommigen gaan in de rij staan, anderen zetten nog een stoel bij een overvolle tafel waar luid wordt gepraat en gelachen, weer anderen gaan met een broodje op de grond zitten, hun opengeklapte laptop op schoot.

Misschien gaan niet alle studenten lunchen met Gianotti, maar bij CERN delen onderzoekers, professoren en Nobelprijswinnaars dezelfde ruimtes en bestaat er in theorie geen hiërarchie. Dat vergemakkelijkt de communicatie, die voor het doen van onderzoek essentieel is. ‘Ik weet nog dat ik een keer een artikel las over thin film position, waar Sergio Calatroni, die hier werkt, dé expert in is,’ zegt Ignacio Santillana Aviles (30). ‘Ik mailde hem een aantal vragen en binnen vijf minuten schreef hij terug: ‘Waarom praten we er niet over bij een kop koffie?’ En een kwartier later zaten we aan dezelfde tafel: ik, een eenvoudige stagiair, en hij, een beroemde wetenschapper… wow!’

Ook bij deze uitmuntende collega’s is samenwerken van wezenlijk belang. Alleen door verschillende competenties te combineren kan een groep bepaalde ontdekkingen doen – de prima donna uithangen wordt dan ook niet op prijs gesteld. En toch is het werken op een dergelijke plek niet altijd even makkelijk. ‘Er is door de verschillende staten een hoop geld in geïnvesteerd,’ zegt Ratti. ‘Dus de druk om abstracts, verslagen en met name resultaten te produceren voor de conferenties die door het jaar heen worden gehouden, is hoog.’ Als je daar met lege handen staat, is dat geen goed visitekaartje. ‘Daarom geven we er soms de voorkeur aan geen risico’s te nemen en geen tijd te vermorsen met “exotisch” onderzoek waarvan de uitkomst onzeker is,’ zegt Dordei.

Omdat er veel op het spel staat, is er ook sprake van (naar ze zeggen gezonde) rivaliteit. ‘We zijn allemaal vrienden, en als het nodig is helpen we elkaar een handje,’ zegt Bossini. ‘Maar dit is ook een arena, en je weet dat je vroeg of laat zult moeten vechten.’ De strijd wordt gestreden met papers. ‘Je haalt nachten door, onderuitgezakt in een stoel in het laboratorium, om iets te meten. Omdat je een harde kop hebt en denkt dat je het beter kunt dan de rest. Je wilt als eerste het resultaat hebben. En als dat er eenmaal is, moet je jezelf alweer vragen gaan stellen over het volgende experiment.’

Binnen bij CERN. 1. Manager Kathy Foraz; 2. De 27 kilometer lange tunnel; 3. De deeltjesdetector CMS. – © HH, Getty
Binnen bij CERN. 1. Manager Kathy Foraz; 2. De 27 kilometer lange tunnel; 3. De deeltjesdetector CMS. – © HH, Getty

Gelukkig bestaat CERN uit meer dan alleen onderzoek. Verschanst in die citadel van de wetenschap, met een eigen bank, café, postkantoor, krantenkiosk en souvenirwinkel, vinden de ‘cernioten’ ook nog tijd voor sport en ander vertier. Tussen de experimenten door organiseren ze etentjes, doen ze mee aan de meest uiteenlopende activiteiten (van yoga en films maken tot snowboarden) en in het weekend gaan ze ook wel naar Genève om fondue te eten of een tentoonstelling te bezoeken. En voor degenen die denken dat ze alleen in hun hoofd leven: nee, ze kunnen ook helemaal losgaan op de dansvloer. ‘In de zomer zetten we een grote tent buiten, en dan speel ik voor dj. Techno, electro… en dan gaan we door tot in de kleine uurtjes,’ zegt Ignacio, die ook regelmatig gaat duiken in het Meer van Genève (‘Het is ijskoud en je ziet helemaal niets’).

Zijn er dan helemaal geen problemen? Jawel, de angst dat hun contract niet wordt verlengd. Want al kom je er relatief makkelijk binnen, een vaste baan krijgen is steeds moeilijker. Uit de contracten blijkt dat de salarisverschillen groot zijn: van 1500 euro voor een Italiaanse onderzoeksbeurs – waar je in Zwitserland niet echt van kunt leven – tot 6000 Zwitserse frank [5600 euro] voor een fellowshipbeurs van CERN. Velen huren woonruimte aan de Franse kant van de grens, waar het minder duur is. Niemand die ervaring heeft opgedaan in een ‘centre of excellence’ zal zonder werk komen te zitten, maar ‘er zijn veel mensen die er, als ze tegen de veertig lopen, genoeg van hebben van de ene postdocpositie naar de volgende te gaan. Die willen een baan met meer zekerheid, stoppen met onderzoek en gaan voor een bedrijf werken,’ aldus Martelli.

Vredeswetenschappelijk

CERN is niet alleen een symbool van uitmuntendheid op het gebied van de natuurkunde, maar ook van de vruchtbare samenwerking tussen staten. Een soort EU met 21 leden en nog veel meer geassocieerde landen, die elke dag de deuren van het onderzoek opent voor wetenschappers en aspirant-wetenschappers, vaak afkomstig uit landen die met elkaar in oorlog zijn. Uit vredeswetenschappelijk oogpunt is het project dus succesvol. En toch hebben veel mensen zo hun bedenkingen bij al die wetenschapsmissionarissen die onderzoek doen naar het onzichtbare. ‘Als ik studenten rondleid, is een van de meest gestelde vragen: “Waarom moet er zo veel geld naar CERN en naar die gekke wetenschappers?”’ zegt Ignacio. ‘Ze begrijpen niet dat we hier bezig zijn de grenzen van het onderzoek en de technologie te verleggen. Als we de regels van een spel begrijpen, kunnen we het steeds beter spelen.’ In welke zin? ‘Als je op zoek bent naar een nieuwe kaars, zul je nooit een gloeilamp uitvinden. Een ziekenhuis zou nooit op het idee komen een nieuw MRI-systeem te ontwikkelen of hadronen in plaats van fotonen te gebruiken om kanker te behandelen. Wij denken out of the box.’

Op dit moment weten we nog niet waartoe het Higgs-boson zal kunnen dienen, maar in de toekomst, wie weet… Daarom heeft CERN ook een afdeling Knowledge Transfer, kennisoverdracht. ‘Op deze manier proberen we dat wat we leren terug te geven aan de wereld,’ zegt Ignacio. ‘En ondertussen schrijdt de kennis voort.’

Auteur: Mara Accettura
Vertaler: Yond Boeke

CONTEXT: 2017. Het jaar van de donkere materie?

Ze zou het ‘skelet’ van het heelal vormen, dat de sterrenstelsels onderling met elkaar verbindt. Maar ze is nog nooit rechtstreeks aangetoond. ‘Is de donkere materie een neutrino? Het hypothetische deeltje axion?’ vraagt de website Ars Technica zich af.

In de wetenschap bestaat daarover geen eensluidende opvatting, maar er worden steeds meer experimenten ondernomen, in Europa, bij CERN, maar ook bijvoorbeeld in China, met het experimentele project PandaX.

Volgens Motherboard ‘hopen de jagers op de donkere materie dat 2017 hun jaar zal worden’. En mocht dat niet zo zijn, ‘dan wordt het wellicht tijd om onder ogen te zien dat we met onze huidige theorieën over de donkere materie op de verkeerde weg zijn – dat we op de verkeerde plekken zoeken, met een ontoereikend instrumentarium’, voorziet deze website.

D
Italië | weekblad | 375.000

D staat voor donna [vrouw], en ook voor de 
zaterdagbijlage van La Repubblica: een blad 
voor modereclame, design en binnenhuisarchitectuur. Tussen de glanzende advertenties staat zo nu en dan een lezenswaardig artikel. (De journalistieke bijlage van de Romeinse krant ‘Venerdì’, verschijnt – dus – op vrijdag.)

In 1996 werd D voor het eerst meegestuurd als wekelijks supplement van La Repubblica. Met 
zijn uiterst verfijnde vormgeving, luxe papier (al vele malen nagevolgd) en de ruime plek 
die het blad inruimt voor de actualiteit en reportages, is dit het vrouwenblad dat het meest door mannen wordt gelezen. In 2014 werd een mannelijke spin-off van D bedacht, genaamd Dlui di Repubblica. Voor de Italiaanse vrouw, wellicht?

Dit artikel van Mara Accettura verscheen eerder in D (La Repubblicadelle Donne).
Recent verschenen
Een remedie tegen navelstaren?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.
Onze nieuwsbrief wordt wekelijks verzonden.
inschrijven

Schrijf je in voor onze nieuwsbrief!

En ontvang wekelijks het beste uit de internationale pers in uw mailbox.