Partikelfysikere, ingeniører og teknikere på det europæiske center for højenergifysik Cern i Genève holder vejret i denne tid. Cerns ledelse har netop godkendt, at det første forsøg på at tage den nye 27 kilometer lange accelerator Large Hadron Collider (LHC) i brug vil ske den 10. september.

Under stor bevågenhed vil de første protoner den dag blive sluppet ind i LHC, hvor de i sammenstød i de enorme detektorer kan skabe situationer og tilstande, der minder om dem, der eksisterede i de allerførste brøkdele af et nanosekund efter Big Bang.

Det vil gøre det muligt for fysikerne at teste deres modeller og finde svar på en lang række uafklarede spørgsmål som, hvorfor alt stof i universet ikke er forsvundet ved sammenstød med antistof, og om der findes flere dimensioner end de tre rumlige og den ene tidslige, vi kender så godt.

Desuden er der næsten garanti for, at den sagnomspundne partikel Higgs-boson, der forklarer, hvorfor andre partikler har masse, vil blive detekteret for første gang. Observation af Higgs-bosoner er knald eller fald for den såkaldte Standardmodel, der med stor succes hidtil har beskrevet, hvad verden består af.

Ved de første forsøg vil protonerne cirkulere rundt i ringen med den energi på 450 GeV (1 GeV er 1 milliard elektronvolt), som de bliver injiceret med - uden yderligere acceleration i ringen. Når man efter en række test har sikret sig, at protonerne bevæger sig stabilt rundt i ringen, vil de første kollisioner mellem strålebundter, der cirkulerer i hver sin retning, blive foretaget.

I slutningen af året vil der blive tændt for acceleratorsystemet i ringen, og det vil øge protonernes hastighed og deres kinetiske energi til 5 TeV (1 TeV er 1.000 milliarder elektronvolt). Acceleratorsystemet er designet til at kunne øge energien til 7 TeV, men Cern forventer først i 2010, at sætte fuld speed på acceleratoren, så denne energi opnås.

Verdens største og dyreste
Large Hadron Collider er verdens største og dyreste testfacilitet. Rundt regnet 10.000 forskere, ingeniører og teknikere fra 60 lande har været involveret på den ene eller anden måde. Selve maskinen koster i omegnen af 25 milliarder kroner, og det er endda uden, at den 27 kilometer lange tunnel, som fandtes i forvejen, er regnet med.

Danske forskere fra blandt andet Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet vil være ivrige brugere af LHC og dens resultater – og som tidligere omtalt i Ingeniøren har de været med til at designe og levere flere dele til de enorme detektorer. Men en lang række danske ingeniører ansat på Cern har også haft deres vigtige andel i den nye accelerator.

* Large Hadron Collider er installeret i den 27 km lange tunnel, der første gang blev taget i brug i 1989 til Large Electron Positron Collider (LEP). Navnet fortæller, at maskinen er stor, at den accelererer protoner eller ioner, som er hadroner (dvs. partikler opbygget af kvarker), og at der sker kollisioner mellem strålebundter, der bevæger sig i modsatte retninger. I LHC accelereres protonerne, der kommer fra SPS. Det tager 4 minutter og 20 sekunder at fylde LHC-ringen og herefter ca. 20 minutter at accelerere dem til en energi på 7.000 GeV eller 7 TeV, hvorved de bevæger sig med en hastighed, som kun er en hundredtusindedel promille fra lysets hastighed.

* Protonerne bevæger sig rundt i ringen i bundter af 10^11
protoner. Der er 25 nanosekunder (eller 7 meter) mellem bundterne. Når bundterne er langt fra kollisionspunkterne, har de længde på et par centimeter og en bredde omkring en millimeter.

* I kollisionspunkterne sammenpresses de til en størrelse på 16 mikrometer for at øge chancen for kollision. Der forventes omkring 20 proton-proton sammenstød, hver gang to bundter mødes i en detektor. Da der er 2.808 bundter i hver retning, og de hver tager 11.245 omgange i LHC-ringen i løbet af et sekund, bliver det til ca. 600 millioner partikelkollisioner i sekundet. Et eksperiment kører typisk i 10 timer ad gangen.