KU-forsker på jagt efter mørkt stof

Med hundredvis af kæmpe magneter og en 27 km lang underjordisk ringformet tunnel, er Large Hadron Collider (LHC) en drengedrøm i sig selv. Men det lektor ved Niels Bohr Institutet Troels Christian Petersen drømmer om er, at LHC’en kan give os indblik i nogle af Universets dybeste hemmeligheder.

LHC’en, som er en del af acceleratorkomplekset CERN udenfor Genéve, er verdens største og kraftigste protonaccelerator. Sammen med 3000 internationale forskere har Troels Christian Petersen gennem 7 år arbejdet med data fra LHC’en for at forstå, hvilke kræfter, der har formet Universet.

”Da universet blev formet var der masser af energi. Herefter har universet udvidet sig og er blevet koldt og mørkt og tomt,” fortæller Troels Christian Petersen og fortsætter:

”Vores mission er, at give det tomme rum energi nok til at fysikkens love får lov til at udfolde sig som de gjorde dengang universet blev formet, men nu med os som observatører.”

Genskaber et lille Big Bang

Med en hastighed tæt på lysets sender LHC’en højenergi protoner i hver deres retning rundt i den ringformede tunnel, og bringer protonerne til sammenstøder. I 2012 førte protonsammenstødene til en af de mest betydningsfulde opdagelser i den moderne fysiks historie, nemlig opdagelsen af Higgs partikel.

Efter en pause på to år er acceleratoren blevet opgraderet og tændt igen. Opgraderingen betyder blandt andet at protonsammenstødene nu sker ved 13 teraelektronvolt, imodsætning til de tidligere 7 og 8 teraelektronvolt (1 elektronvolt er den energi en elektron får ved at accelerere hen over 1 volt).

LHC’en har dermed allerede igen skrevet sig ind i historiebøgerne, ved at sætte verdensrekorden for den højeste partikelenergi menneskeheden har kunnet producere.

”Sidst det skete at man skruede en væsentlig faktor op for den højeste mængde partikelenergi man kunne producere var i 2009, da man startede LHC’en,” forklarer Troels Christian Petersen og fortsætter:

”Det er altså nogle meget specielle tidspunkter, man får et nyt sæt briller på hvor man kan se dybere ind i universets hemmeligheder”.

En drøm om mørkt stof

Mens Higgs-opdagelsen var en af de mere ventede observationer, er det ifølge Troels Christian Petersen langt mere uvist, hvilke opdagelser, om nogen, der bliver gjort de næste 10-15 år, hvor LHC’en kører.

”Mørkt stof er dog én af de primære kandidater til, hvad vi kan håbe på at se,” fortæller Troels Christian Petersen.

I Universet er der 5-8 gange så meget mørkt stof som lysende. Men i modsætning til lysende stof, interagerer mørkt stof ikke med de elektromagnetiske kræfter. Mørkt stof kan derfor ikke reflektere, absorbere eller udsende lys. Det betyder også, at mørkt stof er ekstremt svært at identificere. Fysikere over hele verden kæmper lige nu med at identificere mørkt stof. Det gælder også forskerne i CERN.

”Hvis det mørke stof vekselvirker med atomernes svage kernekræfter vil vi muligvis kunne se det med LHC’en,” siger Troels Christian Petersen og tilføjer med et stort smil: ”Det er min egen hemmelige drøm at opleve!”.

uni-avis@adm.ku.dk