geeky.se

Large Hadron Collider, LHC, är världens största partikelaccelerator belägen i Genève körde igång imorse. Forskarna vid CERN körde protorner medsols i acceleratorn och experimentet rapporteras som lyckat. Nästa gång kommer protonerna att skickas motsols i acceleratorn och om allt lyckas kommer två strålar av protoner att skickas i motsatt riktning och kollidera. Detta kommer ske i oktober, men inte förrän i slutet på året kommer det ske med de energinivår LHC är byggd för.

När protonerna kolliderar hoppas man på att kunna detektera higgsbosonen. Higgsbosonen är den enda partikeln i Standardmodellen som inte har observerats experimentellt. Higgsbosonen är viktig för att man ska kunna komma närmare en “teori om allt”. Under 70-talet upptäckte fysikerna att det fanns ett nära samband mellan två av de fyra fundamentala krafterna, nämligen den svaga kraften och den elektromagnetiska krafen. Detta skulle kunna innebära att elektricitet, magnetism, ljus och vissa typer av radioaktivitet grundas på en och samma grundläggande kraft som man kallar för den elektrosvaga kraften. Detta kräver dock av matematiken att partiklarna för dessa fenomen inte har någon massa. Problemet är att vissa av dessa partiklar har massa. En lösning föreslogs av Peter Higgs, Robert Brout och François Engler. Deras teori gick ut på att precis efter Big Bang så hade inga partklar någon massa. Så småningom bildades det dock ett fält, det så kallade higgsfältet med partikeln higgsbosonen som en del av detta fält.

Detta higgsfält finns genom hela universium och allt som interagerar med higgsbosonen får en massa. Desto mer interaktion, desto mer massa. Och om partiklarna inte intergerar med higgsbosonen så får de ingen massa. Det enda som nu alltså återstår är att upptäcka higgsbosonen, som själv ska ha en massa. Och det är just genom dess massa forskarna hoppas kunna upptäcka higgsbosonen. Man vet inte exakt vilken massa higgsbosonen har, men man vet inom vilken räckvidd man ska leta och LHC kommer skapa partiklar inom den sökta räckvidden. Upptäcker man higgsbosonen kommer man inte bara ett steg närmare en “teori om allt”, man kommer också kunna förklara varför partiklar har de massor de har.

Det är dock bara ett av teorierna man hoppas få bekräftelse på. Man hoppas på att kunna upptäcka fler dimensioner. Idag känner vi till fyra dimensioner (de tre rumsdimensionerna och tiden). Enligt strängteorin ska det dock finnas sex till som vi helt enkelt inte känt av hittills. Upptäcker man fler dimensioner skulle man kunna förklara varför gravitationen är svagare än de tre andra fundamentala krafterna, eftersom att man har en teori om att gravitationskraften delas bland de dimensioner som ännu inte upptäckts. Hur ska man då upptäcka om det finns fler dimensioner genom att kollidera protoner? Förhoppningen är att när protoner kolliderar med så höga energier så öppnas en lucka till en annan dimension där en del av de sönderkrossade protonerna försvinner, eller kanske att det dyker upp en partikel man inte hade med innan kollisionen.

Man hoppas även komma närmare en förklaring för den mörka materian och den mörka energin. Forskarna har nämligen upptäckt att det vi kan se i universum idag med alla stjänor, planeter osv bara utgör 4% av universum. Resten består av vad man kallar mörk materia (26%) och mörk energi (70%). Dessa mörka energier och materier ger inte ifrån sig någon elektromagnetisk strålning och är därför väldigt svåra att studera. De kan bara oberveras genom den påverkan de har på gravitationen. Vad mörk materia och mörk energi verkligen är och vilken roll de har spelat för utvecklingen av universum är okänt. Man har dock upptäckt att galaxer snurrar snabbare än de borde och att ljus från objekt i rymden kan brytas på ett märkligt sätt och teorin är att båda dessa fenomen beror på den mörka materiens effekt på gravitationen. Den mörka energin tros vara en del av vakuumet i rymden och att det bidrar till den accelererande expansionen av universum.

Det ska göras fler experiment och upptäckas fler fenomen än de tre ovan förklarade. En grej som media totalt fokuserat på är dock de svarta mikrohålen. Dessa ska inte ens kunna bildas i LHC men jordens undergång är alltid lika lockande för vissa människor. Den här gången är det Otto Rössler, biokemist, som leder skaran predikare av jordens undergång. Oron ligger i att de svarta mikrohålen inte löses upp så fort de bildas utan forsätter att växa och då slukar jorden. Risken är dock i princip obefintlig. Det finns mer spännande saker som kan upptäckas med detta projekt än jordens undergång. Lyckas detta experiment med att bekräfta de sökta partiklarna och teorierna så kanske fysiken kan börja rulla framåt igen, eftersom att det inte haft något riktigt stort genombrott sedan början av 1900-talet.