Det gigantiske Large Hadron Collider-anlæg har været lukket siden slutningen af september i fjor, da en fejl ved en af magneterne gjorde at et ton flydende helium lækkede ud i maskineriet.
Kogende helium
Fejlen skyldtes et såkaldt 'quench' i en magnet, som gjorde at den ikke længere var superledende, noget som førte til en ekstrem temperaturstigning. Det gjorde at heliummet begyndte at koge og rørsystemerne sprang.
Magneterne skal være superledende, for at de skal kunne lede strøm med minimal varmeudvikling og lille energitab. Nu er der indkøbt og installeret store mængder nye 'quench'-detektorer, for at forhindre at det samme skal kunne ske igen.
For at få magneterne i acceleratoren til igen at blive superledende har de måttet køle anlægget næsten ned til det absolutte nulpunkt. Forrige weekend blev de sidste sektorer kølet ned til 271 minusgrader, eller 1,9 grader kelvin, og hele anlægget er nu nede på den rigtige temperatur.
Det gør Large Hadron Collider til et af de koldeste steder i universet.
Enorme sensorer
Siden sidste års ulykke har forskerne arbejdet på højtryk med at justere det enorme forskningsanlæg.
Rolf Dieter-Heuer, generaldirektøren for CERN, forsøgte at illustrere, hvor vanskelige sådanne justeringer er, tidligere i år.
»Forestil dig de partikler som skydes gennem LHC-tunnelen. De registreres af to sensorer som måler 20 meter på hver led, altså 8000 kubikmeter.«
»Partiklen skal passere sensorerne i en fuldstændig lige linje, men hvis vi opdager at linjen ikke er helt lige, skal vi flytte sensoren bredden af et hårstrå til den ene side. Det siger sig selv, at sådanne justeringer ikke bliver udført i løbet af en dag.«
Begynder i november
Forskerne håber de vil få den første partikelstrøm gennem den 27 kilometer lange tunnel i løbet af november, men inden de begynder at lede efter den mystiske Higgs-partikel - som i teorien er den som giver andre partikler forskellig masse - skal de først prøve at gentage tidligere forsøg.
»Vi begynder med at prøve at identificere reaktioner som vi har set i andre forsøg og i teoretisk arbejde. Vi skal kunne reproducere det, vi allerede har opnået, før at vi kan hævde at vi har fundet noget nyt,« siger Dieter-Heuer.
Her kan du se en video fra CERNTV som forklarer hvad eksperimenterne ved LHC går ud på:
© forskning.no. Oversat af Johnny Oreskov
\ Energien i LHC
Den totale energi i hver protonstråle i LHC svarer til et hurtigtog på 400 ton som suser af sted med 150 kilometer i timen. Blot en meget lille del af denne energi frigives hver gang to partikler i strålen kolliderer - noget svarende til et dusin myg som flyver i luften.
Du frigiver faktisk langt mere energi, hver gang du smækker håndfladerne sammen, for at dræbe én af de små blodsugere. Pointen er, at energien er koncentreret på et ekstremt lille område, på subatomar skala - omkring en million million gange mindre end en myg.
Et tankeksperiment: Hvad nu, hvis du fik en sylespids nål sat fast til den ene håndflade, før du skulle klaske til myggen? Sandsynligvis ville du reducere kraften i slaget betragteligt, og myggen ville slippe fri. Så meget energi, på så små partikler, skaber kollisioner, hvor partiklerne bliver presset ekstremt tæt sammen.
Partiklerne kommer op i en fart som er 0,999999991 gange lysets hastighed, men fysikerne er egentlig ikke så meget optaget af farten. Mens intet kan rejse hurtigere end lyset, findes der nemlig ingen grænse for, hvor meget energi en partikel kan få.
Idet en partikel nærmer sig lysets hastighed skal der stadig mere energi til for at forøge farten. Partikelfysikere tænker derfor mere på partiklens energi. Hver protonstråle som suser rundt i LHCen vil have en energi på 7 TeV (teraelektronvolt), så når to protoner hamrer sammen, vil kollisionsenergien være på 14 TeV.
I dagligdags termer er ikke dette specielt meget. Én TeV svarer omtrent til bevægelsesenergien hos én flyvende myg. De partikler, som udgør den kosmiske stråling, kan for eksempel have en energi på flere millioner TeV, og der er foretaget observationer, som tyder på kosmisk stråling med energi på flere hundrede millioner TeV.
