CERN schakelt Large Hadron Collider uit voor vier jaar durende mega-upgrade van $1,5 miljard

Einde van een tijdperk: LHC stopt met botsingen

Op 29 juni 2026 werden de laatste protonenbundels in de Large Hadron Collider (LHC) gestopt . Daarmee kwam een einde aan Run 3, de derde en laatste meetperiode van de LHC in zijn oorspronkelijke configuratie. Het markeert het slot van een periode van ruim zestien jaar operationele botsingen, van 2010 tot 2026 .

Onmiddellijk na de stillegging is Long Shutdown 3 (LS3) begonnen. Deze onderhouds- en upgradeperiode duurt naar verwachting tot vier jaar en vergt de inzet van duizenden technici, ingenieurs en natuurkundigen verspreid over de hele CERN-site en in de ondergrondse tunnels . Het programma bestaat uit grootschalig onderhoud, consolidatie en de installatie van compleet nieuwe componenten om de LHC om te vormen tot de High-Luminosity LHC (HL-LHC) .

De oogst van zestien jaar LHC

De LHC heeft zijn naam gevestigd met een reeks baanbrekende resultaten:

• Ontdekking van het Higgs-deeltje — Op 4 juli 2012 maakten de ATLAS- en CMS-samenwerkingen de ontdekking bekend van een nieuw deeltje dat overeenkwam met het langverwachte Higgs-deeltje . Daarmee werd een zoektocht van een halve eeuw voltooid. De vondst leverde in 2013 de Nobelprijs voor de Natuurkunde op .
• Run 1 (2010–2012): eerste botsingen op een recordenergie van 3,5 TeV per bundel, wat leidde tot de Higgs-ontdekking .
• Run 2 (2015–2018): botsingen op 6,5 TeV per bundel; zeer nauwkeurige metingen van het Higgs-deeltje en observatie van talrijke zeldzame processen .
• Run 3 (2022–2026): verdere proton-proton- en zware-ionen-botsingen, waarmee de totale dataset uitkwam op honderden inverse femtobarns .

De High-Luminosity LHC: specificaties en kosten

De HL-LHC-upgrade is een gigantisch project. De kosten worden geschat op circa 1,5 miljard dollar (ruwweg 1,5 à 1,6 miljard Zwitserse frank), wat past binnen het goedgekeurde budget .

De belangrijkste technische kenmerken:

• Factor 10 hogere integraalluminositeit: van 300 fb⁻¹ naar maar liefst 3000 fb⁻¹ in totaal .
• Nieuwe supergeleidende magneten: krachtigere 12-tesla-kwadrupoolmagneten (binnenste tripletten) die de bundels veel strakker focussen, vergeleken met de huidige 8 tesla .
• Crab cavities: supergeleidende radiofrequentieholtes die de protonenpakketjes voor de botsing een beetje kantelen, zodat de overlap maximaal is en er geen helderheid verloren gaat .
• Verdere aanpassingen: nieuwe collimatoren, afscherming en upgrade van de detectoren ATLAS, CMS, ALICE en LHCb .

Wanneer gaat de LHC weer aan?

De HL-LHC moet vroeg in de jaren 2030 weer gegevens gaan verzamelen, waarschijnlijk niet eerder dan 2030 . Zodra de upgrade gereed is, worden de volgende prestaties verwacht:

• Ongeveer 15 miljoen Higgs-deeltjes per jaar, waardoor de eigenschappen van het Higgs-deeltje (koppelingen en zelfinteracties) veel gedetailleerder kunnen worden bestudeerd.
• Gevoeligere zoektochten naar donkere materie — de hogere luminositeit vergroot de kans op het detecteren van zwak wisselwerkende massieve deeltjes (WIMP's) en andere aanwijzingen voor nieuwe natuurkunde.
• Een ongeveer 30% groter ontdekkingsbereik voor nieuwe zware deeltjes — de veel grotere dataset verlegt de massagrens waarboven nieuwe deeltjes kunnen worden ontdekt of uitgesloten .

Noot: Het veelgenoemde 'zestien jaar' slaat op de kalenderjaren tussen de eerste botsingen (2010) en de stillegging (2026). De machine heeft echter niet continu gedraaid: er waren onderbrekingen voor LS2 (2019–2021) en eerdere onderhoudsperioden. Het werkelijk aantal botsingsjaren komt daarmee op ongeveer dertien.