Verdens største partikelaccelerator LHC klar til jagt på helt nye partikler
Så er det blevet tid til at vække verdens største partikelaccelerator, Large Hadron Collider, af sin slummer og sende den på jagt efter splinternye partikler. For naturen gemmer på mange mysterier endnu.

Så er det blevet tid til at fravriste naturen nogle af dens hemmeligheder. Verdens største partikelaccelerator LHC er nemlig klar til en ny omgang. Som set på dette luftbillede er den enorm: 27 kilometer i omkreds, og så strækker den sig ind i både Frankrig og Schweiz. (Foto: CERN)

Så er det blevet tid til at fravriste naturen nogle af dens hemmeligheder. Verdens største partikelaccelerator LHC er nemlig klar til en ny omgang. Som set på dette luftbillede er den enorm: 27 kilometer i omkreds, og så strækker den sig ind i både Frankrig og Schweiz. (Foto: CERN)

Her i slutningen af marts 2015 tænder fysikerne fra den europæiske organisation CERN igen for den enorme partikelaccelerator LHC (Large Hadron Collider). Den er verdens største med en omkreds på 27 kilometer, der strækker sig ud over flere europæiske lande.

»Der er en helt ny summen af forventning her i forskningscentret,« fortalte CERNs overordnede direktør fysikeren Rolf Heuer til en pressekonference på et møde for europæisk forskning i København. »Vi har arbejdet intensivt på LHC de sidste omkring 18 måneder, det er nærmest en helt ny maskine, klar til at lede os på vej mod nye opdagelser.«

Og man forstår den spænding, der lige nu breder sig ud over verden som ringe i vandet fra epicentret i Sweiz: Sidste gang LHC kørte fra 2011 til 2013 fandt den helt sensationelt den godt skjulte Higgs-partikel – og dermed forklaringen på, hvad der giver os masse.

Det kan du læse mere om i artiklen 'Den er god nok: Higgs giver alting masse'.

LHC: Der er masser at være spændt på

LHC har ligget i dvale siden starten af 2013 for at få plejet nogle skavanker og blive opgraderet. Og det er vigtigt, at den kommer i topform: Denne gang skal den nemlig præstere ved endnu højere energier og få tusindvis af protoner til at passere den Schweiziske grænse. Mere nøjagtigt 11.000 protoner ... i sekundet!

Når to protoner kolliderer med så hæsblæsende hastigheder, kan de gå i stykker og dermed afsløre, hvordan verdens mindste byggesten ser ud. Og det var præcis sådan, man fik Higgs-partiklen ud af sit skjulested.

Men meget kan stadig gemme sig derude.

»I forsøgene på LHC op til 2012 fandt vi jo Higgsen. Men vi har ikke set den mindste skygge af noget andet,« fortæller lektor i partikelfysik Jørgen Beck Hansen fra Niels Bohr Institutet i København. »Men skyggen på væggen antyder, at der kan være noget mere.« 

'Noget mere' kan blandt andet dække over spritnye partikler. De er nogle tunge basser, så de kræver endnu flere hestekræfter, end LHC havde i 2013. Derfor har forskerne opgraderet acceleratoren, så den kan lave kollisioner med tæt ved dobbelt så meget energi.

Lidt ligesom at du skal bruge flere kræfter for at flytte en tung sten, kræver det nemlig mere energi at få de tunge partikler ud af deres skjul.

»Når vi har skruet op for energien med næsten en faktor 2, kan vi bedre finde de rigtig tunge partikler, der kan have gemt sig sidste gang,« forklarer Jørgen Beck Hansen.

LÆS OGSÅ: CERN skruer op for energien i jagten på ny fysik

Måske har Higgs-partiklen en storebror

Opdagelsen af Higgs-partiklen i 2012 var et kæmpe gennembrud for moderne videnskab. Historien, at 'Gudepartiklen' nu var fundet, nåede avisernes overskrifter i hele verden, og allerede i 2013 affødte opdagelsen en Nobelpris i Fysik til Higgs-partiklens nu noget hvidhårede fædre, Peter Higgs og Francois Englert. 

Men naturen kan faktisk gemme på flere af de forunderlige Higgs-partikler. Dén Higgs, forskerne fandt, kunne findes i en endnu større udgave.

»Så vi skal finde ud af, om der gemmer sig en Higgs mere derude, der er tungere end den, vi har fundet,« fastslår Jørgen Beck Hansen.

Lillebror Higgs kan dog stadig indeholde nogle svar på, hvad det er for et univers, vi lever i. Og derfor skal den nu under luppen og fravristes sine karaktertræk.

LÆS OGSÅ: Efter Higgs: Jagten på ny fysik

Higgs skal hjælpe med 'Teorien For Alting'

Det første LHC skal, er at granske den nyligt fundne Higgs-partikel på alle leder og kanter. På den måde kan man få et præcist billede af, hvad den er for en fætter. Og det er der brug for: Den kan nemlig hjælpe forskerne med at finde den store, forkromede 'Teori For Alting', som fysikere har ledt efter, siden Niels Bohr opdagede kvantemekanikken.

Her på billedet ses Higgs-partiklens fædre, Peter Higgs (t.h.) og Francois Englert (t.v.), der vandt Nobelprisen i fysik i 2013. Higgs-partiklen blev nemlig sensationelt fundet ved LHC i 2012, så det er med stor spænding, at fysikere igen tænder for den kolossale maskine. (Foto: Maximilien Brice/CERN)

»Vi har en idé om, at der kunne gemme sig en ny teori derude, og det kan Higgsen hjælpe os med at undersøge. Præcise målinger af Higgs-partiklens egenskaber kunne gemme på nøglen og åbne et vindue for at finde ud af, hvilken af teorierne der passer,« forklarer Jørgen Beck Hansen.

Der er forskellige bud på en teori, der kan forklare alle de vilde fænomener, vores univers indeholder: En helt zoologisk have af mere eller mindre funky partikler, mørkt stof og tyngdekraft, for bare at nævne nogle stykker. Og mange af dem forlanger, at en Higgs-partikel skal eksistere - ellers virker de ikke.

Men heldigvis foretrækker de forskellige teorier Higgs-partikler med lidt forskellige kvaliteter. Så idéen er at kortlægge alle Higgsens attributter, og se om der er et match. Og det er der brug for, for fysikernes nuværende forklaring bærer mere præg af lappeløsning end solskinshistorie. 

LÆS OGSÅ: Stephen Hawkings teori om alting

Den nuværende forklaring er ikke god nok

Derfor er det nemt at forestille sig, hvordan mange videnskabsmænd og -kvinder må have draget et lettelsens suk, da Higgs-partiklen endelig blev fundet. Så kunne de beholde Standardmodellen, som i dag er den mest effektive forklaring på, hvordan selve universets byggesten opfører sig. Standardmodellen kræver nemlig en Higgs.

Den er dog langt fra perfekt.

»Vi tror, at Standardmodellen kun er en effektiv teori, der virker. Vi kan måle fænomener, der passer – men vi tror stærkt på, at den kun er en del af en større teori, som forklarer ting, som Standardmodellen ikke kan forklare,« fortalte professor i partikelfysik Beate Heinemann fra Berkeley Universitet for nyligt på en stor international konference i USA arrangeret af The American Association for the Advancement of Science, en kæmpeorganisation for forskere der blandt andet udgiver det højtestimerede videnskabelige tidsskrift Science.

Og det skortet ikke på idéer fra verdens tophjerner.

LÆS OGSÅ: En hypet teori om mørkt stof er død

Skyggepartner, nye legoklodser eller på med 10D-brillerne

En af de førende idéer går ud på, at alle partikler har en skyggepartner. Den såkaldte Supersymmetri. Det lyder måske mest som science fiction eller japansk popkultur, men de kunne eksistere. 

»En af hovedteorierne, Supersymmetri, lever stadig. Den er stadigvæk mulig,« understreger Jørgen Beck Hansen og tilføjer: »Supersymmetri forudsiger flere Higgser.«

Det betyder, at LHCs jagt på nye partikler kunne give os svaret inden for de kommende år. 

Altså, hvis den nyligt fundne Higgs-partikel ikke bare er en 'wanabee', som Jørgen Beck Hansen kalder den: En snydepartikel der kan det samme som Higgsen, men tager nogle lidt andre metoder i brug. Det kunne også være, at Higgsen slet ikke er en færdigstøbt byggeklods, men derimod er sat sammen af »nye meget tunge partikler der kan sættes sammen til noget, der minder om en Higgs.«

»Det vil så sige, at der er nye 'legoklodser' - byggestene - at lede efter i naturen,« forklarer Jørgen Beck Hansen.

Og når det så er sagt, hvem siger, at vores univers ikke gemmer på 10 til 11 dimensioner - hvor allerede en rejse op i femte og sjette dimension kunne give dig et overblik over andre potentielle verdener?

Der er i hvert fald nok at tage fat på, når LHC lige om lidt bliver endeligt vækket fra sin skønhedssøvn. Det bliver formentlig sidst i marts.

Video: ALICE Run Control Center

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.