Nytt ljus på universums mysterier
Världens största "fysikmaskin" ska nu köras i gång. Forskarna hoppas att LHC ska besvara viktiga frågor om universums tillkomst. Två amerikanska matematiker befarar dock att partikelacceleratorn kan bli jordens undergång.
Den nya acceleratorn är byggd i en underjordisk tunnel utanför Genève.
Foto: Cern
- Det känns enormt spännande. säger Tord Ekelöf, professor i elementarpartikelfysik vid Uppsala universitet när UNT når honom på telefon när han befinner sig i Cern några dagar före premiären.
- Det låter kanske lite patetiskt, men det här är ett unikt skede i mitt liv. Vi ger oss ju ut på jungfrulig mark, och jag har jobbat med LHC sedan 1985. Då handlade det om att utveckla strålningshärdig teknik.
Tord Ekelöf kommer att ha en grupp Uppsalaforskare vid Atlasexperimentet. De hör till hans avdelning för högenergifysik och ska leta efter en speciell partikel.
- Vi ska inte leta efter den neutrala Higgs-partikeln som behövs för att standardmodellen över materien ska fungera, utan efter en laddad Higgs-partikel. Om vi hittar den vet vi att standardmodellen över materien definitivt är passerad.
Hos LHC, Large Hadron Collider, är verkligen allting enormt.
* Det är 14 år sedan Cerns högsta beslutande organ gav klartecken, men planeringen hade börjat redan i början på 1980-talet. Rekordlång tid alltså.
* Kostnaderna är också enorma, 30 miljarder kronor. Men så delar många länder på notan. Av cirka 5 000 forskare från hela världen är drygt 50 svenskar.
* Det kommer att gå undan i vakuumrören. Partiklarna ska susa fram med 99,99 procent av ljusets hastighet. 600 miljoner krockar kommer att inträffa - varje sekund.
* För att hindra partiklarna från att störas av gasmolekyler krävs vakuum av superklass. I rören kommer det att vara lika tomt som mellan planeterna ute i universum.
* Extremt varmt och kallt blir det också. Supraflytande helium ska kyla ned experimenten till -271,3 grader C, bara en dryg grad över den absoluta nollpunkten. Samtidigt kommer det att bli över 100 000 gånger hetare än i solens innersta just i de mikroskopiskt små punkter där två protonstrålar krockar.
Den officiella invigningen är satt till den 31 oktober.
Fem frågor som partikelacceleratorn ska ge svar på:
1. Isaac Newtons ofullbordade
All synlig materia består av massa, men var kommer massan ifrån och vad är egentligen massa? Varför väger små partiklar just så mycket som de gör? Varför har vissa partiklar ingen massa alls? För närvarande finns det inga svar på dessa frågor. Atlas- och CMS-experimenten ska leta efter Higgs, en partikel som teoretikernsa förutspådde redan 1964. Ingen har lyckats bevisa att den finns men Higgs behövs för att dagens standardmodell ska fungera.
2. Ett osynligt problem
Allt vi ser i Universum består av vanliga partiklar eller massa, men den synliga massa utgör bara 4 procent av universum. Forskarna tror att resterande 96 procent är mörk materia och mörk energi men de har otroligt svårt att bevisa att så är fallet eftersom man bara kan studera osynlig materia och energi indirekt, genom de gravitationskrafter de utövar. Atlas- och CMS-experimenten ska leta efter supersymmetriska partiklar för att testa en trolig teori för hur mörk materia ser ut.
3. Naturens favoriter
Materia och antimateria är som tvillingar men med olika elektrisk laddning. Vid Universums födelse bör det ha producerats lika mycket materia och antimateria. Normalt förintar de varandra, men på något sätt måste en bråkdel materia ha klarat sig för att bilda det universum vi lever i i dag. LHCb-experimentet ska titta på skillnader mellan materia och antimateria och försöka besvara denna frågan varför naturen lät en del av materian klara sig undan förintelse.
4. Big Bangs hemligheter
I dag består vanlig materia av atomer som innehåller en kärna av protoner och neutroner. Dessa partiklar består i sin tur av mindre byggstenar som kallas kvarkar, sammanhållna med mycket starka bindningar. Men direkt efter Big Bang, den stora smällen, var det troligen för hett och energirikt för att bindningarna skulle kunna hålla kvarkarna samman. I stället tror forskarna att universum under de första mikrosekunderna bestod av en mycket het och tät blandning av kvarkar och bindningar, en sorts "soppa". Alice-experimentet ska försöka återskapa dessa förhållandena.
5. Gömda världar
Albert Einstein visade att rymdens tre dimensioner är länkade till tiden. Senare teorier, bland annat den så kallade strängteorin, har förutspått att det kan finnas fler, för oss dolda dimensioner i rymden. Den stora frågan är allt: Finns det verkligen extra dimsnioner i rymden eller är universum "bara" tredimensionellt. Forskare menar att sådana extra dimensioner skulle kunna upptäckas vid mycket höga energier. Därför kommer data från alla LHC-detektorer att analyseras mycket noga för alla sådana tecken.
Källa: Cern
Så jobbar vi med nyheter