Deze week leverde Nederland zijn nationale inbreng in de discussie over de nieuwe Europese strategie voor deeltjesfysica (ESPP). Die gaat over meer dan alleen de keuze voor een grotere versneller, zegt lid van de ESPP Strategy Group Eric Laenen.
Voor de buitenwereld lijkt maar één ding relevant: welke nieuwe deeltjesversneller komt er op CERN?
Laenen: “De discussies over de Europese strategie gaan veel breder dan alleen over een nieuwe versneller. Nederland benadrukt dat ook in dit addendum: het gaat om de fysica, niet alleen met versnellers, maar bijvoorbeeld ook de astrodeeltjesfysica. En we willen het nadrukkelijk ook hebben over milieu, energie, financierbaarheid. En diversificatie: het kan niet zo zijn dat een versnellerproject alle andere takken van de deeltjesfysica wegdrukt.”
Waarbij is dit eigenlijk een addendum?
“Er waren landen die in maart al aangaven: laten we een FCC bouwen. Nederland gaf toen aan dat er kwesties waren die we nog nader wilden doorspreken en uitwerken. Een teken van zorgvuldigheid, lijkt me. Dat is nu gebeurd. Het advies en addendum moeten samen gelezen worden.”
Wat is daarmee de strekking van de Nederlandse inbreng in de Europese strategiediscussie?
“Bijzonder is denk ik dat we in het proces steeds in scenario’s hebben gedacht en niet meteen in keuze tussen versnellers. Hoofddoel op termijn is botsingen bij 10 TeV voor puntdeeltjes of quarks, om nieuwe fysica te verkennen. Maar daar naartoe zijn verschillende routes voor denkbaar.”
Welke routes zijn dat?
“Diverse. Als gezegd is FCC de favoriet, maar dan in het zogeheten integrated programme. Dat betekent eerst werken naar een 91 kilometer grote elektron-positronbotser en later in dezelfde tunnel met nieuwe technologie een protonenbotser. Dan ga je meteen voluit voor de beste fysica. Eerst een higgs factory. Daarna nieuwe fysica bij de allerhoogste energie.”
Maar met bijvoorbeeld een fors prijskaartje.
“Zeker. En dat zou een reden kunnen zijn, om een iets kalmere aanpak te kiezen, maar wel ook met minder fysicapotentieel. Wat bijvoorbeeld ook zou kunnen is eerst een nieuwe versneller in de huidige LHC-tunnel op CERN. Dat zou een LEP3 kunnen zijn, een intense elektronenbotser voor de productie van higgs. Of LHeC, waarin je elektronen op protonen schiet met hetzelfde doel. Pas later gevolgd door een nieuwe versneller met veel hogere energie.”
Zoals alsnog een FCC protonenbotser?
“Dat zou kunnen, maar het is niet gezegd. Er bestaan ook ideeën over een muonversneller, waarin zware elektronachtige puntdeeltjes bij enorme energie botsen. Mooi idee, maar nog heel veel onzekerheid. Of het kan, want muonen vervallen snel. Of het veilig is, vanwege vrijkomende neutrino’s. Vooral in de VS is hiervoor veel aandacht nu, maar technisch is nog een lange weg te gaan.”
Heeft Nederland hierin een voorkeur?
“Nee, waar we voorstander van zijn is een scenario dat tot het gewenste resultaat leidt. Dat hangt ook van heel andere voorwaarden dan de benodigde technologie af. Zo was een tijdlang de vraag of China een FCC-achtige versneller ging bouwen, en eerder hetzelfde soort onderzoek zou gaan doen. Dat lijkt minder aan de orde. Hun CEPC is in elk geval geen onderdeel van het vijfjarenplan.”
En daarnaast is er toch de financierbaarheid.
“FCC integrated programme kan niet binnen het bestaande CERN budget. Dus moet er naar andere bronnen worden gekeken. De EuropeseUnie noemt het project als een Moonshot program. Er wordt gekeken naar particuliere funding. En eventueel ook een verhoging van de landenbijdragen. Maar als het goedkoper moet, willen we nog steeds het beste idee.”
Een thema in de discussies is ook dat het om beslissingen gaat over projecten waar de volgende generatie fysici pas iets aan hebben.
“Het gaat om heel lange termijnen, en soms voelt dat ongemakkelijk. Daarom betrokken we jonge fysici, promovendi en postdocs, nadrukkelijk in de discussies en ik denk dat er goed geluisterd is.”
Lang was de vrees dat tussen de LHC en zijn opvolger, als die er al komt, zoveel tijd zou zitten dat de hele deeltjesfysica in het slop zou raken.
“Ik ben daar toch niet zo bezorgd meer over. Je moet bedenken dat de LHC-versneller nog draait, en over een paar jaar als HL-LHC terug is en nog eens tienmaal zoveel data gaat leveren. Die moeten we allemaal analyseren en wie weet wat daarin te vinden is. Bovendien zijn er enorm interesante ontwikkelingen in de neutrino-experimenten en op het gebied van donkere materie. Deeltjesfysica blijft zelfs zonder actieve versneller een heel levendig vakgebied. Ga op CERN kijken, daar bruist het.”
Hoe gaat Nederland uiteindelijk deelnemen? Nikhef bouwt geen versnellers.
“De Nikhef-partners zijn van oudsher goed in experimenten en detectoren, data-analyse en theorie. Dat zal ook met een volgende versneller op CERN zo blijven, maar er is een taskforce in de maak die daarin de Nikhef-strategie gaat ontwikkelen.”
Interview: Martijn van Calmthout / Nikhef
