• Hem

    Hem

  • Sök

    Sök

  • resultat

    Resultat

  • forum

    Forum

  • Fler alternativ

    Fler alternativ

  • roll

    Roll

  • Hjälp och tips

    Hjälp och tips

  • profil

    Profil

  • Lämna

    Lämna

12 Relativitetsteori och standardmodell: 12.3 En viktig pusselbit

Teori 12.3 En viktig pusselbit

12.3 En viktig pusselbit

1964 förutsade några fysiker, varav en var Peter Higgs, att det måste finnas ytterligare en partikel i Standardmodellen. Denna partikel skulle kunna förklara varför partiklar har massa. De fick vänta ända till den 4 juli 2012 då deras idéer bekräftades genom upptäckten av en higgspartikel vid CERN-laboratoriet utanför Genève i Schweiz. I CERN finns världens hittills mäktigaste accelerator, LHC (Large Hadron Collider). I acceleratorn skickar man protoner med \(99{,}999999 \text{ %}\) av ljusfarten i en \(27 \text{ km}\) lång cirkelformad tunnel genom jordens bästa vakuum för att frontalkollidera i en detektor. I detektorn kan man "se" vad som sker i de här enorma kollisionerna. Protonerna är som säckar med kvarkar och de här superkollisionerna kan betraktas som kollisioner mellan kvarkarna inne i protonerna.

I kollisionsögonblicket kommer det att uppstå en lika stor energitäthet som den man hade när universum bara var \(10^{-12} \text{ s}\) gammalt! När protonerna kolliderar får vi således ett tillstånd av bara energi.

12.14 LHC vid CERN-laboratorierna utanför Geneve.

I partikelfysikens underbara värld kan vilka partiklar som helst bildas ur dessa kollisioner. Fysikerna vill ha så många kollisioner som möjligt, eftersom sannolikheten då ökar att hitta just den partikel som man letar efter. Vid LHC lyckas man producera \(20 - 40\) miljoner kollisioner per sekund!

12.15 Besök gärna CERN:s hemsida. Där finns t.ex. en avdelning "Education".

För att kunna utföra experimenten med LHC har man behövt spränga flera teknologiska gränser. Den höga hastigheten som protonerna har när de kolliderar innebär att de snurrar runt mer än \(10 \ 000\) varv per sekund i den \(27 \text{ km}\) långa cirkelformade banan, stor nog att rymma hela Malmö stad. I denna våldsamma hastighet kolliderar man två protonstrålar som är tunnare än ett hårstrå. Det krävs \(1 \ 600\) supraledande jätteelektromagneter för att böja protonstrålarna i cirkelbanan. I elektromagneterna går en ström på \(11 \ 700 \text{ A}\) genom ledningar nedkylda med flytande helium till en temperatur på \(1{,}9 \text{ K}\). Det är med andra ord ett av de kallaste ställena i hela universum, eftersom universum har en temperatur på ungefär \(2,7 \text{ K}\). Minsta rörelse i ledningarna skulle kunna skapa friktionsvärme som skulle få temperaturen att stiga lite just där. Då kan supraledningen upphöra, och så fort det blir lite resistans producerar den enorma strömmen massor av energi och magneten närmast exploderar.

Det krävs inte bara gedigna fysikkunskaper när man forskar utan också en hel del fantasi. En tid hade man problem med att strålarna ibland bara försvann och ingen hade någon bra förklaring till fenomenet. Man förde loggbok över händelserna och det var när en av forskarna skulle åka tåg som han såg sambandet mellan de försvunna strålarna och tågtiderna. När tågen kom satte de igång vibrationer i marken och trots att tunneln ligger ungefär hundra meter under markytan var det nog för att strålen skulle försvinna.

Resultatet av en kollision måste analyseras för att se om det ska sparas innan nästa kollisionsresultat kommer. Om det då kommer resultat från \(40\) miljoner kollisioner per sekund så måste analysen gå väldigt snabbt. För att klara den datafrekvensen har man flyttat gränserna för det möjliga inom bland annat datateknologi. Världsrekordvakuumet är en annan sådan gräns som har flysttats. Flera tusen forskare och ingenjörer och specialister inom hundratals olika områden arbetar med LHC-acceleratorn.

Copyright © 2025 Liber
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna
Lyssna