Spørg Fagfolket: Hvor store partikelacceleratorer er der planer om?

Illustration: Rex

Vores læser Tommy Andresen spørger:

Nu har man bygget LHC, og det er vist den største partikelknuser i verden, men går man med planer om at bygge endnu kraftigere maskiner?

Og i så fald, hvor stopper det?

Læs også: Spørg Fagfolket: Hvad sker der, hvis man stikker hånden ind i en partikelstråle?

Jens Ramskov, videnskabsredaktør på Ingeniøren, svarer:

Det kan du tro, man gør. Vi har gentagne gange skrevet om de planer, der er om enten at bygge cirkulære acceleratorer med en omkreds på 100 km - dvs. næsten fire gange større end LHC, der har en omkreds på 27 km - eller lineære acceleratorer med en længde på måske 50 km.

Den sidste del af dit spørgsmål om, hvornår det i så fald stopper, er næsten mere interessant. Det vender jeg tilbage til sidst, for lad mig først erindre om, hvorfor nogle fysikere gerne vil have en endnu større partikelknuser.

LHC har på mange måder været en succes. Teknisk set fungerer maskinen perfekt, ingeniørarbejdet har simpelthen været i verdensklasse, ja man tør næsten sige i universklassen, for det er ikke til at vide, om der noget sted i Universet findes en tilsvarende partikelknuser.

Med maskinen fandt man i 2012 den længe eftersøgte Higgspartikel, der havde været forudsagt siden 1960’erne som det sidste led i den såkaldte Standardmodel for alle partikler og naturkræfter. Massen af Higgspartiklen er nemlig så stor, at det krævede mere energi til at danne den, end der var til rådighed i forgængeren hos Cern og andre acceleratorer rundt omkring i verden - husk at masse og energi er forbundet med Einsteins formel E = mc^2. Så jo mere energi man har i partikelsammenstødet, jo tungere partikler kan dannes.

Læs også: Spørg Scientariet: Hvordan får man protoner til at støde sammen?

Er det spild af penge?

Mange fysikere havde håbet, og en stor del af dem ligefrem forventet, at de med LHC også ville finde partikler, der ikke var omfattet af Standardmodellen. Den model har nemlig godt nok vist sig at være helt fremragende til beskrive naturen, som vi kender dem, men på anden side er det også erkendt, at den ikke kan være helt korrekt, når det gælder meget høje energiniveauer.

Mange teoretiske modeller forudsagde derfor, at LHC ville opdage helt nye partikler - hvis masse man godt nok ikke kendte præcist, men som dog måtte ligge i det område, hvor de kunne dannes ud fra den energi, som blev frigivet, når to protoner stødte sammen i LHC. Men ingen har man set, og det er en enorm skuffelse for mange fysikere.

Nogle argumenterer derfor for, at på et tidspunkt skal man have en endnu større accelerator, der kan levere endnu mere energi, som kan omsættes til masse. Så vil vi nok se nye tunge partikler, der kan være med til forklare, hvordan Universet så ud lige efter Big Bang, hvordan alle naturkræfter er forbundet med hinanden ved meget høje energier osv.

Næh, næh, siger andre teoretikere. Når vi ikke har fundet noget med LHC, viser det blot, at den teoretiske fysik de seneste årtier har været på et helt galt spor. Der er måske slet ikke nogen nye partikler, der kan opdages, selv hvis vi bygger nye kæmpe acceleratorer - og er det så ikke blot spild af penge?

Der findes som sagt mange designforslag til nye acceleratorer, og man kan bestemt ikke afvise, at en sådan vil blive bygget, og den vil kunne give interessante forskningsmæssige resultater. Hertil kan man argumentere for, at den tekniske udfordring forbundet hermed kan også give mange sidegevinster.

Læs også: Spørg Fagfolket: Findes der en grænse for rotationshastighed?

Tre muligheder

Men der er bestemt også en risiko for, at politikerne smækker låget i. Det er sket tidligere, som da amerikanerne i 1980’erne var begyndt at bygge en Superconducting Super Collider, der skulle have en omkreds på 87 km. Projektet blev lukket i 1993, efter man havde brugt 2 mia. dollar.

Så hvornår stopper det? Jeg kan se tre muligheder:

Det stopper simpelthen med LHC, da argumenterne for at bruge 100 mia. kr. eller mere på en ny accelerator ikke er gode nok.

Der bliver bygget en eller anden ny og større partikelknuser et eller andet sted i verden, der måske kan stå færdig omkring 2050. Den giver fysikerne mange data, som de har glæde af, men de finder ikke noget afgørende nyt. Og så stopper det her.

Eller en sådan accelerator leverer uventet eksperimentelt input, som gør det muligt for teoretikerne at formulere helt nye modeller, der indikerer, at der vil være noget rigtigt spændende at studere med en endnu kraftigere accelerator. I kombination med den teknologiske udvikling kan det betyde, at der i begyndelsen af det 22. århundrede kommer en gigasuperduper-accelerator. Og så tør jeg ikke spekulere længere frem.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

En af drømmene for fremtiden er muon-acceleratorer. Muoner er gode fordi:

  • De er tunge (dog ikke så tunge som protoner)
  • De er elementarpartikler ligesom elektroner, ikke sammensatte som protoner
  • De har elektrisk ladning, så de kan styres ligesom protoner og elektroner

De har dog et par ulemper også:

  • Når de bliver produceret i dag har de høj fart i en tilfældig retning, så de skal bremses ("køles") for at kunne styres
  • Deres levetid måles i mikrosekunder

Hvis der kommer styr på produktionen af muoner, så vil der kunne laves spektakulære eksperimenter med en LHC-størrelse muon-collider. Det bliver ikke nødvendigvis urimeligt dyrt.

Der er naturligvis ingen garanti for at det lykkes at lave en muon-fabrik+køler. Det er absolut ikke nemt.

  • 1
  • 0

Meget af det, jeg skriver, bliver hegnet inde af muren. Men alle, der via deres IDA-medlemskab eller på anden måde bidrager til virksomhedens økonomi - så den bl.a. kan betale mig løn, har adgangsbillet til at passere muren. Så det er vel, som det skal være.

  • 8
  • 1

Men alle, der via deres IDA-medlemskab eller på anden måde bidrager til virksomhedens økonomi - så den bl.a. kan betale mig løn, har adgangsbillet til at passere muren. Så det er vel, som det skal være.

Jeg har flere gange givet udtryk for ønsket om, at kunne betale for artikeladgang. Primært her: https://ing.dk/blog/ingenioeren-faar-plus-...

Selv et mindre beløb pr artikel, burde bidrage positivt til den samlede økonomi, og dermed din løn, Jens.

  • 4
  • 1

Jeg kan tilslutte mig John Johansen's ønske, om at det var muligt for os med teknisk interresse, at kunne til købe sig adgang til artiklerne. Det er dog en ekstra indtægt i går glip af. En indtægt der kunne gøre bladet endnu bedre.

  • 3
  • 0

Hvem betalte din løn før august 2018? Alle de år, hvor artikeladgang var gratis for os alle.

  • 1
  • 3

Hmmm? Jeg tillader mig at antage, at nedtomlerne kommer fra individer, med adgang indenfor murerne?

Derudover, ér jeg faktisk overrasket, over den fraværende debat. Personligt, er jeg dybt ked af, at Jens Ramskovs, altid interessante artikler, oftest ligger bag betalingsmuren.

Jeg har, utallige gange, foreslået mulighed for at betale for artikeladgang.

Jeg nænner næsten ikke, at linke til Henrik Heides forsvar! (Palmface!)

  • 0
  • 1

I den evige jagt på partikler skal maskinerne være større og større. Nu har man en model med nogle kvarker, der skulle danne protoner og neutroner, men hvad består mon kvarker af? Hvorfor skulle det ende med kvarker? Og elektronen, vi kan da ikke have at det skulle være en endestation, hvorfra kommer ladningen.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten