De natuur geeft zijn geheimen niet altijd gemakkelijk prijs. Wetenschappers bouwen de grootste detectoren om de allerkleinste deeltjes te onderzoeken. Bovendien ontkomt men daarbij vaak niet aan een verhuizing naar een bijzondere locatie. Kennislink maakt een ronde langs acht uitzonderlijke detectoren...

Het is misschien niet de meest comfortabele locatie voor wetenschappers, maar de kilometersdikke ijslaag op Antarctica vormt de perfecte plek voor deze "neutrino-detector":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/neutrinos-niet-te-vatten. "IceCube":http://www.wetenschap24.nl/nieuws/artikelen/2012/april/Extreme-neutrino-s-vermist bestaat uit 86 'lijnen' die verticaal door het ijs lopen en waaraan per lijn 60 lichtdetectoren hangen. Zo wordt op een diepte van tussen de 1,5 en 2,5 kilometer een detector gevormd van ongeveer een vierkante kilometer. Het doel: neutrino's detecteren die door hun botsingen met het ijs een "lichtgloed":http://nl.wikipedia.org/wiki/Tsjerenkov-effect afgeven.

Sinds 2011 trekt de "AMS-detector":http://nl.wikipedia.org/wiki/Alpha_Magnetic_Spectrometer (hier net boven het midden van de foto) samen met het internationale ruimtestation ISS baantjes rond de aarde. Elke anderhalf uur de wereld rond op een hoogte van pakweg 400 kilometer. AMS is niet gericht op het prachtige uitzicht op de aarde maar speurt juist naar zaken uit de diepe kosmos. Dit jaar werd bekend dat de detector de grootste verzameling "antimaterie":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/antimaterie-achter-slot-en-grendel, zoals positronen, ooit heeft waargenomen. Dat geeft wetenschappers weer "aanwijzingen":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/deeltjesdetector-is-mogelijk-donkere-materie-op-het-spoor voor het vinden van "donkere materie":https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/donkere-materie.

Vroeger werd er gezocht naar ijzererts maar tegenwoordig doet de Soudanmijn in Minnesota dienst als vindplaats voor onbekende elementaire deeltjes. Detectoren van het SuperCDMS-experiment liggen hier een kleine kilometer onder de grond en "speuren":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/net-sluit-zich-iets-verder-om-donkere-materie naar zogenoemde WIMP's. Deze _Weakly Interacting Massive Particles_ zijn kandidaten voor "donkere materie":https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/donkere-materie. De detectoren bestaan uit extreem gekoeld halfgeleidend materiaal waarin na een vermeende reactie met een WIMP trillingen meetbaar zijn. Omdat de gebeurtenissen extreem zeldzaam zijn worden de experimenten diep onder de grond weggestopt om geen verstoringen te hebben van bijvoorbeeld "kosmische straling":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/jagen-op-kosmische-straling.

Het is een bijzondere plek voor een boottochtje, hier op zo'n 1000 meter onder de grond. Deze twee heren in hun opblaasbootje nemen er in ieder geval hun tijd voor. Ze roeien langzaam langs de lichtgevoelige detectoren van de "Super-Kamiokande-deeltjesdetector":http://nl.wikipedia.org/wiki/Super-Kamiokande die in een voormalige Japanse zoutmijn is gevestigd. Deze met 50 miljoen liter extreem zuiver water gevulde cilinder is bedoeld voor de detectie van "neutrino's":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/neutrinos-niet-te-vatten, die notoir moeilijk waar te nemen zijn. Ontelbare hoeveelheden van de deeltjes worden door onder andere de "zon":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/het-zonnestelsel#zon uitgezonden, maar slechts een handjevol wordt door botsingen met het water in detectoren als Kamiokande gespot.

OK, niet zozeer de locatie is spectaculair maar de natuurkunde des te meer. Apparaten zoals deze Virgo-detector in Toscane speuren naar zwaartekrachtsgolven die nog "nooit zijn waargenomen":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/geen-meting-is-ook-een-resultaat maar wél worden voorspeld door de relativiteitstheorie van "Albert Einstein":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/albert-einstein-het-genie. Ze ontstaan als twee zware objecten - zoals zwarte gaten of neutronensterren - om elkaar heen draaien en zo golven in de ruimtetijd veroorzaken. Virgo bestaat uit twee 'armen' van elk drie kilometer, waardoor laserstalen worden geschoten. Die bundels doven elkaar in het midden van de detector precies uit door interferentie. Een passerende "zwaartekrachtsgolf":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/gravitatiegolven-tussen-het-graan zou een van de armen echter tijdelijk korter maken waardoor de uitdoving niet meer werkt.

De hoogvlaktes van de "Andes":http://nl.wikipedia.org/wiki/Andes vormen het paradijs voor menig astronoom. Niet bepaald om er te zijn, want de kou en vooral het gebrek aan zuurstof vormen geen mensvriendelijke omgeving. Maar daar, op 5000 meter hoogte, opende radiotelescoop "ALMA":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/alma-opent-zijn-ogen ongeveer twee jaar geleden zijn ogen. De droge en ijle lucht ter plekke levert de ideale omstandigheden voor het detecteren van elektromagnetische straling met een golflengte van een millimeter en kleiner. De 66 schotelantennes leveren astronomen haarscherpe beelden van "zwarte gaten":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/alma-opent-zijn-ogen, "stergeboortes":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/hevigste-stellaire-geboortegolven-gebeurden-veel-eerder en "planetenstelsels":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/alma-ontdekt-hoe-nabij-planetenstelsel-in-elkaar-zit.

De dunbevolkte "pampa's":http://nl.wikipedia.org/wiki/Pampa_(vlakte) van Zuid-Amerika bieden niet alleen plek aan grote grazers maar is ook thuis van het Pierre Auger-observatorium. De pakweg 1600 detectoren van het observatorium scannen de hemel op zogenoemde deeltjeslawines veroorzaakt door "kosmische straling":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/opgelost-kosmische-straling-komt-uit-supernova-s. Die zijn detecteerbaar met antennes die elektromagnetische straling oppikken. Die speurtocht is een kwestie van wachten. Lang wachten. Sommige van deze soort gebeurtenissen komen ruwweg één keer per jaar voor. Het is daarom cruciaal dat alle detectoren "naar behoren werken":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/jagen-op-kosmische-straling op het moment dat er zo'n kosmische aanslag plaatsvindt.

De grootste en bekendste deeltjesversneller ter wereld is te vinden ónder de witte toppen van de Alpen. De "_Large Hadron Collider_":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/de-lhc (LHC) bestaat uit een 27 kilometer lange tunnel die onder Frankrijk en Zwitserland cirkelt. Daar doorheen worden onder andere protonen met bijna de lichtsnelheid versneld en op elkaar gebeukt, waarbij de deeltjes in veel kleinere deeltjes, zoals "quarks":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/een-buitenbeentje-onder-de-loep-met-de-lhc, uit elkaar vallen. Eind 2008 liep de machine flinke schade op door een lekke heliumtank, daardoor liep het project ongeveer een jaar vertraging op. In juli 2012 werd dan toch de belangrijkste ontdekking van de LHC bekend gemaakt: het bestaan van het "Higgsboson":https://www.nemokennislink.nl/publicaties/het-higgsdeeltje-een-jaar-later.