Jakt på ursmellet

Hva skjedde egentlig den gangen universet ble til i Big Bang? Og hvorfor virker verden som den gjør? Fysikerne ved CERN - verdens største partikkelfysikk-laboratorium - skal snart smelle av en slags "Small Bang", for å finne ut hva som kan ha hendt da det hele startet. Å jobbe som fysiker på eksperimentet ALICE (A large Ion Collider Experiment) ved CERN må være alle rampeungers våte drøm. Her forsøker man faktisk å etterligne det aller største og kraftigste kræsjet noensinne: urbraket Big Bang, som skapte universet. Det kan gi oss en idé om hvordan verden artet seg noen brøkdels sekunder etter smellet, og hvordan verdens minste byggesteiner virker.

Kosmisk suppe.

Den ufattelige heten og det kolossale trykket som fantes like etter det store smellet, gjorde at verdens nybakte byggeklosser antagelig bare duppet rundt i en slags besynderlig suppe av snodige partikler.Når forskerne ved ALICE starter eksperimentet sitt i 2008, skal de prøve å gjenskape det utrolige trykket og den enorme varmen fra verdens begynnelse, ved å smelle sammen kjerner fra tunge blyatomer i lyshastigheten.- ALICE skal rett og slett prøve å skru universet i revers, og dermed prøve å lage "ursuppe", sier Bjørn Samset fra Gruppen for Eksperimentell partikkelfysikk ved Universitetet i Oslo.Selv om atomkjernene er så ufattelig små at hvert av smellene bare blir et lite poff, vil det likevel være nok energi i kræsjet til at kjernene skal smelte. De blir presset inn i hverandre slik at de vil oppløse seg, ikke bare i protoner og nøytroner som atomkjerner er lagd av. Selve protonene og nøytronene vil også gå i stykker. Hver av dem slipper fri ørsmå partikler - kvarker og gluoner - som vil begynner å flyte rundt hverandre i en slags seig sirup.

Smelter atomer?

- Noe av det vi håper å finne ut av på ALICE er om det virkelig er slik at atomer smelter, og hva som skjer da. - I ALICE har vi endelig nok energi til å undersøke dette nærmere. Helt frem til slutten av 1800-tallet trodde forskerne at atomet var den miste byggesteinen i universet. Etter hvert viste det seg imidlertid at atomet var satt sammen av enda mindre deler: Protoner, nøytroner og elektroner.

Kvarker.

På 1960-tallet kom vitenskapen opp med en ny teori om at protonene og nøytronene kan deles opp i noe enda mindre: kvarker. Hvert proton og nøytron ser ut til å inneholde tre hovedkvarker, mange kvark-antikvark par, og en del gluoner - en slags kraftbærende partikler som sørger for at kvarkene henger sammen.Ifølge teorien skal det finnes seks ulike typer kvarker, men de har vist seg å være notorisk vanskelige å undersøke. Mens elektroner, protoner og nøytroner relativt villig lar seg skille fra hverandre og manipulere både på den ene og andre måten, er kvarkene ganske umulige. Kraften som holder dem sammen i par eller trekløver, er kjempesterk. - I tillegg blir kraften besynderlig nok sterkere og sterkere jo større avstand det er mellom kvarkene, forklarer Konrad Tywoniuk, doktorgradsstipendiat ved Kjerne- og Energifysikkgruppen ved Universitetet i Oslo.

Partikkelskur.

Idet blykjernene blir til suppe - eller et kvark-gluon-plasma - inni ALICE, hagler flere tusen gamle og nyskapte partikler ut fra åstedet. Siden selve kollisjonen er altfor liten til å være synlig, selv med det minste mikroskop, er det faktisk partikkelskuren som forteller hva som foregår. Den blir fanget opp og analysert av superavanserte detektorer og analyseprogrammer. Ut ifra alle de registrerte dataene kan forskerne regne seg frem til hva som hendte. - Vi vet jo ikke helt om resultatene kan si hva som egentlig skjedde i verdens begynnelse, men vi gjenskaper forholdene som eksisterte den gangen, sier Tywoniuk.- Det vi er aller mest interessert i, er å forstå hvordan kjernekreftene fungerer. Det er disse kreftene som gjør at kvarkene henger sammen i protoner og nøytroner, som alt stoffet - materien - i verden er bygd av.