CERN og The Large Hadron Collider Tidsmaskinen

Cern ligger på grensen mellom Sveits og Frankrike CERN er verdens største forskningssenter Både i antall folk og i størrelse 8000 forskere, 55 land 30 km lang tunnel 100m under bakken Tunnelen inneholder en veldig lang og stor ”partikkelakselerator” LHC – Large Hadron Collider Kjempestore ”detektorer” kan beskrives som store digitalkameraer Hva er CERN

Hva gjør vi på CERN? På CERN forsker vi på elementærpartikler Hva er en partikkel? Alt rundt oss inkludert oss selv er bygget opp av enkle byggestener - partikler Hva er en elementærpartikkel? Det enkleste av det enkle, en elementærpartikkel kan ikke deles opp i mindre deler CERN prøver å svare på spørsmål mennesket til alle tider har spurt seg Hva består universet av? Hvordan startet alt?

I fysikken forsøker vi å forklare det vi observerer i naturen ved hjelp av matematiske formler og modeller Partikkel-fysikkens modell kalles Standard- modellen Fysikkens språk

Standardmodellen partikkelfysikkens periodetabell Leptoner Kvarker Materiepartikler Kraftformidlende partikler Partikler All materie består av Opp og ned kvarker Elektroner I tillegg trenger vi Nøytrinoet - sørger for at en type materie kan forvandles til en annen - grunnen til at sola brenner!

Standardmodellen partikkelfysikkens periodetabell Leptoner Kvarker Materiepartikler Kraftformidlende partikler Partikler All materie består av Opp og ned kvarker Elektroner I tillegg trenger vi Nøytrinoet - sørger for at en type materie kan forvandles til en annen - grunnen til at sola brenner! Resten av partiklene er tyngre, ustabile versjoner av disse Eksisterte like etter Big Bang, eller i høyenergi kollisjoner i kosmisk stråling eller i partikkel-eksperimenter

Standardmodellen partikkelfysikkens periodetabell Leptoner Kvarker Materiepartikler Kraftformidlende partikler Partikler All materie består av Opp og ned kvarker Elektroner I tillegg trenger vi Nøytrinoet - sørger for at en type materie kan forvandles til en annen - grunnen til at sola brenner! Resten av partiklene er tyngre, ustabile versjoner av disse Eksisterte like etter Big Bang, eller i høyenergi kollisjoner i kosmisk stråling eller i partikkel-eksperimenter Krefter Elektromagnetiske Sterke kjernekrefter Svake kjernekrefter

Vi har altså en god beskrivelse av alle partiklene og kreftene som virker mellom dem Bortsett fra gravitasjon – teoretikere har ikke lykkes å kombinere gravitasjon med de andre kreftene Heldigvis: Gravitasjonen er såpass svak i forhold til de andre kreftene at den ikke er viktig på partikkel-nivå

Vi vet jo at ◦alt rundt oss er bygget opp av atomer ◦atomer igjen er bygget opp av protoner nøytroner og elektroner ◦protonet og nøytronet er bygget opp av kvarker og gluoner ◦de sterke kjernekreftene holder atomene sammen Virker som om vi forstår hvordan verden henger sammen Er det noe mer å lure på da? Ja – en hel masse!! Vi skal nevne 2 uløste problemer Er det noe mer å lure på da?

De store mysteriene i partikkelfysikken I Styrken ved en fysisk modell er at den kan forutsi noe om naturen som vi eksperimentelt kan teste Standardmodellen forutsier en partikkel vi ikke har sett enda!! Alle andre partikler i Standardmodellen er observert Higgs partikkelen Higgs partikkelen har som oppgave å gi elementærpartikler masse Higgs partikkelen er helt nødvendig for at Standardmodellen skal fungere

Når vi kikker ut i verdensrommet kan vi bare forklare 4% av alt den består av Vi ser fra gravitasjon at mesteparten av materien der ute er usynlig Denne materien må være en helt annen type enn det vi kjenner til fra før altså ikke av den typen materie som kan danne atomer Alt vi vet om den er at den er mørk - vi kaller den derfor mørk materie Mesteparten av universets bestanddel har mystiske egenskaper `antigravitasjon` Dette kaller vi mørk energi Mørk energi tenkes å være grunnen til at universet ekspanderer ekspansjonen akselererer De store mysteriene i partikkelfysikken II

Veldig store spørsmål – hvordan kan vi få svar på disse? Vi bygger verdens største maskin!! En tidsmaskin faktisk!

proton-klumper med 1000 milliarder protoner hver fyker rundt og rundt i en hastighet på % av lysets hastighet hvert s kolliderer to protonklumper det er 40 millioner kollisjoner i sekundet !! rundt kollisjonspunktene er det bygget store detektorer I LHC kolliderer vi proton mot proton protoner klassifiseres som en type partikler vi kaller hadroner derav navnet Large Hadron Colliderer

Hva skjer når to protoner kolliderer? Protonene har veldig høy energi All denne energien forvandles til nye partikler Energien er så høy at kjempetunge og helt nye partikler kan skapes ◦Partikler vi ikke har sett siden Big Bang Ut fra kollisjonen farer store partikkelskurer

cern.physto.se/ani/acc_lhc_atlas/lhc_ atlas.swf

Hvorfor sier vi at LHC er en tidsmaskin? energi (tettheten) i kollisjonenene like stor som sekund (pico-sekund) etter Big Bang! det er det ingen andre maskiner på jorden som kan bare naturen selv overgår disse energiene de høye energiene gir oss muligheten til å se partikler vi aldri har sett før og som eksisterte like etter Big Bang Hva er egentlig Big Bang Veldig høy energitetthet forvandlet seg til materie Universet var supervarmt Fram til i dag har universet avkjølt seg og gitt oss stjernene og galaksene og all materie vi i dag ser, inkludert oss selv! Ved å kollidere protoner med veldig høy energi skaper vi samme tilstander som like etter Big Bang - slik kan vi gå tilbake i tid

LHC fungerer som et tids-mikroskop Partiklene som ble skapt like etter Big Bang kan være nøkkelen til noen av de store mysteriene som fortsatt ligger og venter på å bli løst LHC fungerer som et tids-mikroskop Partiklene som ble skapt like etter Big Bang kan være nøkkelen til noen av de store mysteriene som fortsatt ligger og venter på å bli løst

Alt dette og mer håper vi på Og vi er i gang!

Hva er det disse menneskene ser på?

Jo, den første kollisjonen i ATLAS!

Spennende tid foran oss du kan bli med!

Vil du vite mer om CERN? Du kan jo starte her: