Het Europese centrum voor kernonderzoek (CERN) heeft een technisch voorstel ingediend voor de realisatie van het Atom Interferometer CERN Experiment (AICE). Deze nieuwe faciliteit moet gebruikmaken van een verticale installatie van ongeveer 100 meter om op zoek te gaan naar donkere materie en zwaartekrachtgolven.
Wetenschappers hebben op 19 augustus 2026 een gedetailleerd plan gepubliceerd voor de constructie van AICE. Volgens de arxiv.org zal de installatie worden geplaatst tegen de wand van de PX46-toegangsschacht van de Large Hadron Collider (LHC). De keuze voor deze specifieke locatie stelt het team in staat om een lange basislijn te creëren, wat essentieel is voor de precisie van de metingen.
Focus op ultralichte donkere materie
Het primaire wetenschappelijke doel van AICE is het opsporen van bosonische ultralichte donkere materie (ULDM). De onderzoekers beogen specifiek een massabereik te onderzoeken dat voor andere experimenten momenteel onbereikbaar is. Om dit te bereiken, wordt in de initiële configuratie gebruikgemaakt van ultrakoude strontium-87 ($^{87}$Sr) atomen.
De opstelling maakt gebruik van een zogenaamde single-photon 698-nm interferometer. Volgens de bestaat de configuratie uit drie atoombronnen die in de schacht zijn geplaatst in een gradiometrie-geometrie. Ter ondersteuning hiervan wordt een referentiebron aan de oppervlakte gebruikt voor diagnostiek en de stabilisatie van de lasers. Deze specifieke opzet is ontworpen om scalar ULDM te targeten.
Verkenning van zwaartekrachtgolven
Naast het onderzoek naar donkere materie heeft AICE een secundair doel: het pionieren in de detectie van zwaartekrachtgolven (GWs). De faciliteit richt zich hierbij op frequenties in het bereik van circa 0,03 tot 3 Hz. In de wordt AICE beschreven als een 'pathfinder', wat betekent dat het experiment dient als een voorloper en testcase voor toekomstige detectoren met een nog langere basislijn.
Door de combinatie van deze twee doelen wordt AICE gepositioneerd als een veelzijdige en flexibele faciliteit voor atoominterferometrie op lange afstand. Het project is een collectieve inspanning van een groot internationaal team, bestaande uit meer dan 80 auteurs en onderzoekers.
Context binnen CERN
De ontwikkeling van AICE past in de bredere missie van CERN om theoretische concepten om te zetten in tastbare technologieën. Zoals vermeld op de careers.cern, speelt toegepaste fysica een cruciale rol bij het transformeren van theorieën naar innovaties die zowel wetenschappelijke ontdekkingen als praktische vooruitgang stimuleren.
Terwijl projecten zoals AICE de grenzen van de fundamentele fysica verleggen, blijft de organisatie ook investeren in nieuw talent. Via programma's zoals de biedt CERN studenten de kans om gedurende één tot zes maanden praktijkervaring op te doen binnen teams die werken aan projecten met een wereldwijde impact, variërend van toegepaste fysica tot civiele techniek.
De technische haalbaarheid van AICE hangt nauw samen met de integratie in de bestaande infrastructuur van de LHC, waarbij de PX46-schacht de noodzakelijke verticale ruimte biedt voor de atoombronnen en de interferometrie-opstelling. De volledige details over de implementatie en de verwachte gevoeligheid van de detector zijn opgenomen in het .