Een van de meest geavanceerde onderdelen van CERN’s toekomstige deeltjesdetector wordt gebouwd aan de Vrije Universiteit Brussel. In een cleanroom op de VUB- campus in Etterbeek is zopas de productie gestart van 1.600 modules die straks het hart vormen van de nieuwe detector in het CMS-experiment. De CMS of Compact Muon Solenoid Detector is één van de paradepaardjes van het Europese onderzoekscentrum in Genève. VUB-prof Michael Tytgat, directeur van het Interuniversitair Instituut voor Hoge Energie (VUB en ULB) zit mee aan het stuur.
De VUB werkt hiervoor samen met vier andere Belgische universiteiten: ULB, UCLouvain, UGent en UAntwerpen. Gedurende twee jaar zullen onderzoekers, ingenieurs en technici van over heel België in het IIHE aan de VUB samenwerken aan dit complexe bouwwerk. Het totale project krijgt de steun van EWI, het FWO en het FNRS, die samen meer dan 12 miljoen euro investeren in deze unieke wetenschappelijke samenwerking.
40 miljoen keer botsingen per seconde
De nieuwe modules maken deel uit van de zogenaamde “tracker” van het experiment: een centrale component van de grote CMS detector die minutieus de trajecten registreert van duizenden deeltjes die ontstaan bij botsingen in CERN’s deeltjesversneller, de LHC. Botsingen die 40 miljoen keer per seconde plaatsvinden, waarmee fysici de grenzen van onze kennis proberen te verleggen.
Michael Tytgat, directeur van het Inter-university Institute for High Energies (IIHE)
"We tonen hier dat fundamenteel onderzoek geen ver-van-je-bedshow hoeft te zijn"
Maar de huidige tracker detector is bijna aan vervanging toe. In 2026 gaat de versneller vier jaar dicht. Tijd voor een grootschalige upgrade die het systeem vele malen krachtiger maakt. Met de nieuwe tracker – en dus ook de modules die in Brussel gebouwd worden – moet het CMS experiment vanaf 2030 die explosie aan data aankunnen.
“We bouwen hier niet gewoon technologie,” zegt prof. Michael Tytgat (VUB), directeur van het IIHE. “We bouwen mee aan een instrument dat ons helpt om antwoorden te vinden op de grootste vragen over het universum. Dat zoiets naast een select aantal andere toonaangevende instituten in de wereld ook in Brussel gebeurt, met studenten, onderzoekers en technici van vijf Belgische universiteiten, is uniek.”
VUB als bouwplaats voor fundamentele wetenschap
Dat België mee aan het stuur zit van zo’n internationaal project is geen toeval. Ons land speelt al decennialang een prominente rol in het CMS-experiment. België, inclusief de VUB, is reeds van bij de starfase in de jaren negentig betrokken bij het CMS-experiment, en leverde in het verleden al heel belangrijke bijdragen aan de bouw van de huidige detector. Belgische wetenschappers waren ook betrokken bij de ontdekking van het Brout-Englert-Higgsdeeltje in 2012, wat leidde tot een Nobelprijs voor onze landgenoot François Englert. Vandaag telt de Belgische CMS-groep nog steeds een honderdtal wetenschappers.
De productie van de nieuwe CMS tracker modules gebeurt in het Interuniversitair Instituut voor Hoge Energie (IIHE), een samenwerking tussen fysici van de VUB en ULB. Daar werd de cleanroom de voorbije jaren speciaal ingericht voor deze opdracht. De eerste modules zijn intussen klaar.
“Onze cleanroom in het IIHE op de VUB is momenteel een cruciaal onderdeel van een internationaal experiment,” aldus Tytgat. “We tonen hier dat fundamenteel onderzoek geen ver-van-je-bedshow hoeft te zijn. Wat we hier bouwen, is letterlijk onderdeel van een wereldwijde zoektocht naar nieuwe fysica.”
Een afgewerkte sensormodule voor de detector in de de deeltjes versneller.
De wetenschap stopt niet bij het Higgsdeeltje
Sinds de ontdekking van het Brout-Englert-Higgsdeeltje blijft het CMS-experiment nieuwe gegevens opleveren die het standaardmodel van de deeltjesfysica verder onder druk zetten. Zo werd er in maart nog een vreemd fenomeen opgemerkt: een onverwachte overproductie van top-quarkparen, een soort kortstondige ‘moleculen’ van twee zware quarks die volgens de theorie eigenlijk niet zouden mogen bestaan.
Dit soort resultaten toont aan hoe belangrijk het is om te blijven investeren in fundamenteel onderzoek. En dat die investeringen ook lokaal, in ons Belgenland, tot tastbare en baanbrekende wetenschappelijke arbeid leiden.