Large Hadron Collider

Pågående hendelse: Denne artikkelen eller seksjonen er relatert til eller omhandler en pågående hendelse. Innholdet kan bli endret og/eller inneholde feil.

I tunnelen

ATLAS-detektoren, slik den så ut i februar 2007.

Sindre Skrede (2007)

Large Hadron Collider (LHC) er verdens største partikkelakselerator som for øyeblikket bygges i CERN, på den fransk-sveitsiske grensen nært Genève. LHC skulle etter planen settes i drift 26. november 2007, men åpningen ble utsatt til 10. september 2008.

Innhold

[rediger] Formål

Formålet med akseleratoren er å søke tilbake i tid til få millisekunder etter Big Bang. Ved å sende to stråler av partikler mot hverandre med svært høy energi, kan man gjenskape den dannelsen av partikler man forestiller seg fant sted umiddelbart etter Big Bang. Man kan dermed, ut fra partiklene som blir dannet i kollisjonen mellom de to strålene, finne ut hvilke stoffer og partikler som kan ha blitt dannet i kollisjonen. Partiklene som brukes er relativt tunge – dette for å kunne danne en så høy kinetisk energi som mulig. Kinetisk energi er avhengig av masse og hastighet – jo høyere masse og hastighet: jo mer energi.

[rediger] Kort og forenklet beskrivelse av virkemåte

For å akselerere partiklene opp til hastigheter tett oppunder lysets hastighet, sendes partiklene gjennom rør i en 27 kilometer lang tunnel, som opprinnelig ble bygget for et annet eksperiment på 1980-tallet. Man lager to partikkelstrømmer som hver går i egne rør, motsatt vei. Inne i tunnelen blir partiklene ledet rett vei av magneter. De magnetiske kreftene må være nøyaktig avstemt slik at de avbøyer de ladde partiklene akkurat så mye som avbøyningen i røret tilsier. Når partiklene har nådd sin høyeste hastighet, regner man med at de vil gå 11 000 runder i tunnelen pr. sekund, og når dette er oppnådd vil man så bringe partikkelstrålene til å kollidere inne i detektorene, hvor den største av disse detektorene er ATLAS, som vist på bildet.

[rediger] Deteksjon av partikkelkollisjon

ATLAS består blant annet av åtte sterke elektromagneter^[1], det vil si elektriske ledere som ved hjelp av elektrisk strøm skaper et magnetfelt som holder partikkelstrålene på plass inne i det vesle metallrøret hvor selve kollisjonen finner sted. Magnetfeltet vil ha en styrke på 4,9 Tesla, som er et veldig sterkt felt: jordens magnetfelt er ca. 0,00005 Tesla. For å oppnå dette kjøles alt ned til –269 °C ved hjelp av flytende helium. Dette gjør de elektriske lederne superledende, og hindrer dem i å overopphetes og smelte. Se ellers elektromagnetisme.

Inni magnetene og rundt magnetfeltet er det plater i metall koblet til elektriske kretser som vil detektere partikler som passerer, eller fange dem opp og registrere hvordan de oppfører seg. For eksempel vil noen partikler dele seg opp i mindre biter, og ved å plassere kollisjonene inne i et sterkt magnetfelt, kan man utnytte den magnetiske kraftens påvirkning på visse partikler. Når en ladd partikkel blir plassert i et magnetfelt og gitt en hastighet inne i feltet, vil den magnetiske kraften virke på partikkelen og bøye den av – ved å måle radien i sirkelen partikkelens bane danner, kan man regne seg frem til hvor stor masse partikkelen må ha – og dermed kan man finne ut hvilket stoff eller hvilken partikkel man har med å gjøre. Om massen og radien ikke stemmer med noe man kjenner fra før, har man kanskje oppdaget en helt ny partikkel. Mange partikler er funnet i CERNs laboratorier nettopp ut fra denne sammenhengen.

[rediger] Framtid

LHC vil som sagt forsøke å gjenskape tiden umiddelbart etter Big Bang, for å øke vår viten om universets dannelse og ekspansjon. Partikkelakseleratoren og detektorene er ventet å stå ferdig i 2008, og man håper på å begynne eksperimentene høsten 2008.