CERN – Hva skjer?

CERN – HVA SKJER?

Vi husker vel alle at det i media høsten 2009 med store overskrifter ble varslet om nært forestående dommedag og /eller konstruksjon av sorte hull som ville sluke jorden.
Vel, jorden består fremdeles, så det ville være interessant å få et innblikk i hva CERN (European Organization for Nuclear Research) egentlig gjør, og har gjort…

DEL 1. Historikk / Oversikt

CERN ble opprettet i 1954 av 12 medlemsland (deriblant Norge). Senteret ligger hovedsakelig i Sveits (ved Geneve), men deler av anlegget ligger også over grensen til Frankrike. I dag består CERN av 20 medlemsland.
CERN er pr. definisjon ”..en organisasjon for forskning på partikkelfysikk, kjernefysikk og kjernekjemi.”
CERN beskriver hensikten med organisasjonen selv, ved å si at de prøver å gi svar på følgende spørsmål:
- Hva består universet av?
- Hvordan har det utviklet seg?

Interessant er å merke seg at det i deres statutter presiseres at arbeidet de gjør ikke skal gjøres for fremme av militære behov, samt at resultater av deres forskning skal gjøres allmenn kjent.

CERN utforsker materien ved hjelp av partikkelakseleratorer. Partikkelstråler skal akselereres og kollidere partikler (protoner eller ioner), mot hverandre eller mot andre mål. Hastighet som skal oppnås er mer enn 99,9 % av lysets hastighet. På denne måten skaper man energikonsentrasjoner som er like høye som i universets første øyeblikk, altså et slags mini ”big bang”. Energien utløst ved kollisjonene (800 millioner partikkelkollisjoner hvert sekund) vil konverteres til materie, altså nye partikler. Dette utledet fra E =mc2 (Energi = konsentrert masse).
Mest kjent fra CERN i denne forbindelse er LHC (Lage Hadron Collider), eller også kjent som ”tidenes kraftigste maskin”.

LHC er konstruert i en 27 km. sirkulær tunnel. (se bildet over.) For å få ledet strålene som skal kollidere mot hverandre så benytter man sterke elektriske og magnetiske felt som gradvis øker hastighet og energien til protonene i LHC før de endelig kolliderer.
Flere meget avanserte detektorer registrerer hva som skjer når partiklene støter sammen, og måler forskjellige egenskaper ved de nye partiklene som oppstår i kollisjonen.

Grunnlaget for store skrekkoppslag verden over, er at man ikke helt vet hva som vil oppstå rett etter kollisjonen. Forskning tyder på at det produseres partikler i ”par”: ”Materie” og ”Antimaterie”. Energi som utløses ved kollisjonen vil kunne danne nye slike ”par” som igjen umiddelbart vil utligne hverandre og bli konvertert til energi.

Påstander har blitt fremsatt om at det vil bli produsert: Sorte hull som vil sluke jorden, ukjente ”Strangelets” som vil medføre en kjedereaksjon med alt stoff på jorden, partikler med kun en magnetisk pol, som vil bryte ned alle protoner på jorden, eller en ”vakuumboble” som gjør at hele universet vil komme i en tilstand med lavere energi.

Det meste av dette tilbakevises bl.a. med henvisning til den naturlige kosmiske strålingen som hele tiden bombarderer bl.a. jordkloden med partikler. Det stadfestes at kollisjoner som er kraftigere enn det LHC klarer å produsere, har skjedd utallige ganger fra kosmisk bakgrunnsstråling av naturlige årsaker, uten at universet eller jorden har gått til grunne. (Ref. ”kosmisk bakgrunnsstråling” er resultatet av utligning etter kollisjoner umiddelbart etter ”the big bang”.)

WLCG
LHC produserer enorme mengder data som må analyseres, og i denne forbindelse leder CERN et arbeid for å utnytte store mengder regnekapasitet gjennom et verdensomspennende computernettverk, også kalt ”GRID”, eller WLCG (Worldwide LHC Computing Grid)
LHC vil produsere utrolige 15 Petabytes (15 millioner Gb) med data årlig. WLCG har til hensikt å konstruere og vedlikeholde lagringsplass og infrastruktur slik at hele denne datamengden kan analyseres og bearbeides. (Hvis all data skulle blitt lagret på CDèr ville dette tilsvart en 20 km høy søyle)

WLCG kombinerer i dag kapasitet fra over 100.000 prosessorer i 34 land. 8000 forskere kan som en følge av dette få tilnærmet umiddelbar tilgang til LHC`s data, og prosessorkraft til å bearbeide dataene.

Et interessant historisk tilbakeblikk: World Wide Web, WWW, ble oppfunnet ved CERN i 1990 av Sir Tim Berners Lee og Robert Cailliau for å lette kommunikasjonen mellom partikkelfysikere rundt om i verden. (Ikke å forveksle med Internett, som ble født i løpet av  60 årene i Amerika, ref. ARPANET). 

Samfunnet har nytt godt av forskning fra CERN gjennom tidene, man kan nevne: Partikkeldetektorer utviklet ved CERN som benyttes innen medisinen til medisinsk avbildning og diagnoser, generelt også avansement innen områder som kryogenikk, superleding, vakuumteknikk, mikroelektronikk, overflateteknikk m.m.

Status ved LHC:

De første strålene sirkulerte i LHC 20.11. 2009, og de første kollisjonene med 900 GeV (450 GeV pr. stråle) fulgte 23.11.

Ny verdensrekord ble satt 29 nov. da stråleenergien ble akselerert til 1,18 TeV.

Etter en teknisk stopp, ble eksperimentet gjenopptatt 28.02.2010

Dette er forskjellige ”milestones” på vei mot endelige eksperimenter med LHC som begynner ved 14 TeV (7 TeV) pr. stråle. Dette vil skje allerede i løpet av mars 2010 hvis alt går etter planen.

(1 TeV tilsvarer energien til en mygg som flyr. Et proton er en billion ganger mindre enn en mygg. En annen sammenligning: Hver stråle vil ha en energi som tilsvarer et hurtigtog som kjører i en fart på 200 km/t)

På forsiden av hjemmesiden til SCRIBO vil det bli opprettet en kolonne med overskrift ”CERN” som automatisk vil hente de siste pressenyheter fra CERN

Påfølgende artikler vil hhv. omhandle LHC og WLCG

Kilder: Diverse pressemateriale fra CERN, Wikipedia.