The Large Hadron Collider (LHC) er et vidunder i moderne partikelfysik, der har gjort det muligt for forskere at dybe virkelighedens dybder. Dets oprindelse strækker sig helt tilbage til 1977, da Sir John Adams, den tidligere direktør for European Organization for Nuclear Research (CERN), foreslog at bygge en underjordisk tunnel, der kunne rumme en partikelaccelerator, der er i stand til at nå ekstraordinært høje energier, ifølge en 2015-historiedokument af fysiker Thomas Schörner-Sadenius.
Projektet blev officielt godkendt tyve år senere, i 1997, og konstruktionen begyndte på en 16,5 kilometer lang (27 kilometer) ring, der passerede under den fransk-schweiziske grænse, der var i stand til at fremskynde partikler op til 99,99 procent lysets hastighed og knuse dem sammen. Inden i ringen leder 9.300 magneter pakker med ladede partikler i to modsatte retninger med en hastighed på 11.245 gange i sekundet, hvor de til sidst bringes sammen for en head-on kollision. Faciliteten er i stand til at skabe omkring 600 millioner sammenstød hvert sekund, udspire utrolige mængder energi og hver gang imellem en eksotisk og aldrig før set tung partikel. LHC arbejder med energier, der er 6,5 gange højere end den tidligere rekordholdte partikelaccelerator, Fermilabs nedlagte Tevatron i U.S.
LHC kostede i alt 8 milliarder dollars at bygge, hvoraf 531 millioner dollars stammede fra USA. Mere end 8.000 forskere fra 60 forskellige lande samarbejder om dens eksperimenter. Acceleratoren tændte først sine bjælker den 10. september 2008 og kolliderede partikler ved kun en ti milliondel af sin oprindelige designintensitet.
Inden den startede operationer, frygtede nogle for, at den nye atomudbryder ville ødelægge Jorden, måske ved at skabe et altomfattende sort hul. Men enhver velrenommeret fysiker vil oplyse, at sådanne bekymringer er ubegrundede.
"LHC er sikkert, og ethvert forslag om, at det kan udgøre en risiko, er ren fiktion," har CERNs generaldirektør Robert Aymar fortalt LiveScience tidligere.
Det betyder ikke, at anlægget potentielt ikke kan være skadeligt, hvis det bruges forkert. Hvis du skulle stikke dig hånden i bjælken, som fokuserer energien fra en luftfartøjsfører i bevægelse ned til en bredde på mindre end en millimeter, ville det skabe et hul lige igennem det, og derefter ville strålingen i tunnelen dræbe dig.
Banebrydende forskning
I løbet af de sidste 10 år har LHC smadret atomer sammen for sine to hovedeksperimenter, ATLAS og CMS, der betjener og analyserer deres data separat. Dette er for at sikre, at intet samarbejde påvirker den anden, og at hver giver en check på deres søstereksperiment. Instrumenterne har genereret mere end 2.000 videnskabelige artikler om mange områder af grundlæggende partikelfysik.
Den 4. juli 2012 iagttog den videnskabelige verden med trist vejrtrækning, da forskere ved LHC annoncerede opdagelsen af Higgs boson, det sidste puslespil i en femti år gammel teori kaldet fysikens standardmodel. Standardmodellen forsøger at redegøre for alle kendte partikler og kræfter (undtagen tyngdekraften) og deres interaktion. Tilbage i 1964 skrev den britiske fysiker Peter Higgs et papir om den partikel, der nu bærer hans navn, og forklarede, hvordan masse opstår i universet.
Higgs er faktisk et felt, der gennemsyrer al plads og trækker på hver partikel, der bevæger sig gennem den. Nogle partikler trænger langsommere gennem marken, og det svarer til deres større masse. Higgs-bosonen er en manifestation af dette felt, som fysikere havde jaget efter i et halvt århundrede. LHC blev eksplicit bygget til endelig at fange dette undvigende stenbrud. Til sidst at finde ud af, at Higgs havde 125 gange massen af en proton, både Peter Higgs og den belgiske teoretiske fysiker Francois Englert blev tildelt Nobelprisen i 2013 for at forudsige dens eksistens.
Selv med Higgs i hånden, kan fysikere ikke hvile, fordi standardmodellen stadig har nogle huller. For det første handler det ikke om tyngdekraft, som for det meste er dækket af Einsteins relativitetsteorier. Det forklarer heller ikke, hvorfor universet er lavet af stof og ikke antimaterie, som burde have været skabt i omtrent lige store mængder i begyndelsen af tiden. Og det er helt stille på mørk stof og mørk energi, som endnu ikke blev opdaget, da den først blev oprettet.
Inden LHC tændte, ville mange forskere have sagt, at den næste store teori er en kendt som supersymmetri, som tilføjer lignende, men meget mere massive tvillingpartnere til alle kendte partikler. En eller flere af disse tunge partnere kunne have været en perfekt kandidat til partiklerne, der udgør mørkt stof. Og supersymmetri begynder at få et greb om tyngdekraften, hvilket forklarer, hvorfor det er så meget svagere end de andre tre grundlæggende kræfter. Før Higgs-opdagelsen håbede nogle videnskabsfolk, at boson ville ende med at være lidt anderledes end hvad standardmodellen forudsagde og antydede til ny fysik.
Men da Higgs dukkede op, var det utroligt normalt, nøjagtigt i det masseområde, hvor standardmodellen sagde, at det ville være. Selvom dette er en stor præstation for Standardmodellen, har det efterladt fysikere uden nogen gode kundeemner. Nogle er begyndt at tale om de tabte årtier, der jagter teorier, der lød godt på papiret, men synes ikke at svare til de faktiske observationer. Mange håber, at LHC's næste datatagningskørsler vil hjælpe med at rydde op i noget af dette rod.
LHC lukkede i december 2018 for at gennemgå to år med opgraderinger og reparationer. Når det kommer tilbage online, vil det være i stand til at knuse atomer sammen med en mindre stigning i energi, men med det dobbelte af antallet af kollisioner pr. Sekund. Hvad det vil finde, er nogen gæt. Der er allerede tale om en endnu kraftigere partikelaccelerator, der skal erstatte den, beliggende i det samme område, men fire gange LHC's størrelse. Den enorme udskiftning kan tage 20 år og 27 milliarder dollars at konstruere.
