De discussies deze week tijdens het Open Symposium van de Europese Strategie voor Deeltjesfysica laten zien dat er flinke vooruitgang is geboekt om ervoor te zorgen dat CERN wereldleider blijft op het gebied van deeltjesfysica en -technologie.
Deze week kwamen meer dan 600 wetenschappers bijeen in Venetië, Italië, om te debatteren over de toekomstige richting van de Europese deeltjesfysica in de mondiale context. Het Open Symposium is een belangrijke stap in de voortdurende actualisering van de Europese Strategie voor Deeltjesfysica (ESPP) en biedt deeltjesfysici in Europa en daarbuiten de gelegenheid om wetenschappelijke prioriteiten en technologische benaderingen voor de middellange en lange termijn te beoordelen.
De aanbevelingen van de strategie, die de ambities en prioriteiten van de gemeenschap zullen weerspiegelen, zullen naar verwachting begin 2026 aan de CERN-raad worden voorgelegd. Projecten worden door de raad goedgekeurd via een afzonderlijk besluitvormingsproces, waarbij rekening wordt gehouden met de aanbevelingen van de strategie en andere overwegingen.
Leiderschap
In de vorige update van de ESPP in 2020 werd het belang benadrukt van het waarborgen van het voortdurende wetenschappelijke en technologische leiderschap van Europa. Voortbouwend op de ontdekking van het Higgs-boson in de Large Hadron Collider (LHC) van CERN, werd aanbevolen om een elektron-positron “Higgs-fabriek” te bouwen als de volgende faciliteit met de hoogste prioriteit nadat de LHC in 2041 het einde van zijn levensduur heeft bereikt, en dat Europa de langetermijnambitie moet hebben om een proton-proton-botser te exploiteren met de hoogst haalbare energieën.
“De tijd is rijp om samen met onze wereldwijde partners een schitterende toekomst voor ons vakgebied in Europa te smeden”, aldus Fabiola Gianotti, directeur-generaal van CERN. “De prestaties van de wereldwijde CERN-gemeenschap bij de uitvoering van de ESPP-update van 2020 bewijzen dat we een sterke gemeenschap zijn, die in staat is om faciliteiten van verbazingwekkende complexiteit te ontwerpen, te bouwen en te exploiteren die consequent de verwachtingen overtreffen. Dit is onze grootste troef bij de voorbereiding van nog ambitieuzere projecten.”
In totaal 266 inzendingen van de gemeenschap, die alle aspecten van de deeltjesfysica omvatten, vormden de basis voor levendige discussies tijdens het Open Symposium, dat een week duurde. Deelnemers uit bijna 40 landen, waaronder veel beginnende onderzoekers, spraken de noodzaak uit van een ambitieus en innovatief onderzoeksprogramma dat CERN als wereldwijd toonaangevend centrum voor botsingsfysica zal handhaven en tegelijkertijd zal zorgen voor een divers programma dat het bereik van de fysica maximaliseert en aanvullende benaderingen op botsingen omvat.
Bijdragen van onderzoekers uit aanverwante vakgebieden toonden ook de rijke verbanden aan tussen deeltjesfysica en kern- en astrodeeltjesfysica.
Spannende tijden
Een grote Nederlandse delegatie nam deel aan de beraadslagingen in Venetië. Onder hen Nikhef-directeur Jorgen D’Hondt. De informatie van het ESPP Open Forum zal later dit jaar verder worden besproken in de Nederlandse gemeenschap om het Europese strategieproces voort te zetten. Persoonlijk is hij erg enthousiast over de vooruitgang die sinds het laatste ESPP in 2019/20 is geboekt. “Getalenteerde onderzoekers hebben de opties voor de toekomst verder aangescherpt. Dit zijn spannende tijden voor de deeltjesfysica.”
Het identificeren van de meest veelbelovende vlaggenschipbotser om de LHC bij CERN op te volgen, is een centraal doel van de ESPP-update van 2026. Als directe reactie op de strategie-update van 2020 is in maart 2025 een haalbaarheidsstudie afgerond voor een Future Circular Collider (FCC)-faciliteit die plaats zou kunnen bieden aan een elektron-positron-deeltjesversneller met een omtrek van 91 km, gevolgd door een energy frontier proton-proton-deeltjesversneller in dezelfde tunnel.
Naast de FCC worden in het betreffende tijdsbestek ook andere projecten overwogen, zoals een elektron-positron lineaire collider bij CERN en kleinere colliders die de LHC-tunnel zouden hergebruiken. Er is ook grote vooruitgang geboekt op het gebied van een muoncollider, maar er is nog enkele jaren onderzoek en ontwikkeling nodig om de haalbaarheid ervan aan te tonen.
Uit de nationale input van leden van de hoge-energiefysicagemeenschappen in de 25 lidstaten van CERN blijkt tot nu toe brede steun voor het FCC-programma vanwege het uitstekende wetenschappelijke potentieel en de strategische waarde ervan op de lange termijn. Om het belang van voortdurende dialoog en beoordeling te onderstrepen, zullen de discussies over alternatieve opties worden voortgezet. Er moeten nog verschillende belangrijke stappen worden gezet voordat de aanbevelingen van het ESPP definitief zijn. Deskundige ESPP-panels werken aan een vergelijkende evaluatie van voorgestelde toekomstige colliders op het gebied van hun fysisch potentieel, milieu-impact en duurzaamheid, technische volwassenheid, kosten, benodigde personele middelen en implementatietermijnen.
Steun
“Ik ben blij te zien dat de aanbevelingen van de ESPP-update van 2020 en de uitvoering ervan via de FCC-haalbaarheidsstudie overweldigende steun genieten van de overgrote meerderheid van de gemeenschap van hoge-energiefysici en vooraanstaande deskundigen”, aldus Costas Fountas, voorzitter van de CERN-raad. “De ontdekking van het Higgs-boson bij de LHC in 2012 markeerde het begin van een nieuwe ontdekkingsreis die alleen kan worden gerealiseerd door een toekomstige deeltjesversneller met het breedste en krachtigste onderzoeksprogramma, en de CERN-raad kijkt reikhalzend uit naar de definitieve aanbevelingen van de gemeenschap.”
Er wordt reikhalzend uitgekeken naar de conclusies van de ESPP, aangezien vertragingen bij het bereiken van overeenstemming over welke deeltjesversneller de LHC moet opvolgen, door de gemeenschap worden gezien als een risico voor het leiderschap van CERN en zijn potentieel om de belangstelling van wetenschappers over de hele wereld te wekken.
Volgende ronde
Na een vruchtbare dialoog tijdens het Open Symposium zullen de discussies de komende maanden worden voortgezet. Samen met een tweede ronde van input van de nationale gemeenschappen, die uiterlijk 14 november moet worden ingediend, zullen zij de basis vormen voor de definitieve strategische aanbevelingen die in december zullen worden opgesteld.
“Ik ben blij dat zoveel collega’s uit Europa en daarbuiten actief deelnemen aan het debat over de wetenschappelijke input van de deeltjesfysicagemeenschap om het volgende grote versnellerproject te definiëren waarmee CERN en Europa hun leidende rol op ons gebied kunnen behouden”, aldus Karl Jakobs, strategisch secretaris. “Daarnaast werden de wetenschappelijke doelstellingen en prioriteiten op andere gebieden van de natuurkunde besproken. We verwachten nog meer rijke input en discussie nu de update van het ESPP voor 2026 zijn laatste fase ingaat.”
Bron: CERN, Nikhef
