Kopierte Big Bang

Ved å kollidere blykjerner har forskere fra Bergen vært med på å lage en Big Bang-maskin som produserer urstoff.

Bildet viser rekonstruerte spor av ladede partikler i ALICE sin hoveddetektor TPC (Time-Projection Chamber). De ladede partiklene ble dannet i en kollisjon mellom to blykjerner. (Illustrasjon: Cern)
Bildet viser rekonstruerte spor av ladede partikler i ALICE sin hoveddetektor TPC (Time-Projection Chamber). De ladede partiklene ble dannet i en kollisjon mellom to blykjerner. (Illustrasjon: Cern)

Alice og Atlas

ALICE: er en detektor som observerer kollisjoner mellom tunge atomkjerner. Målet er å bestemme egenskapene til materien som dannes i kollisjonene og forhåpentligvis forbedre vår kunnskap om hvordan universet så ut rett etter Big Bang.
Prosjektet startet tidlig på 1990-tallet. Rundt 1000 forskere fra 105 institusjoner fordelt på 30 land er med på eksperimentet. Forskere fra UiB har utviklet elektronikk for noen av de store detektorene i Alice.

ATLAS: er et partikkelfysikkeksperiment på LHC-akseleratoren (Large Hadron Collider) på CERN. Atlasdetektoren overvåker protoner og blykjerner som frontkolliderer og danner uvanlige nye tilstander. Målet er å forstå universets tidligste utvikling. Uløste gåter er blant annet materiens opprinnelse, flere romlige dimensjoner og mørk materie.

I partikkelakseleratoren LHC (Large Hadron Collider) i Cern har forskere fra Universitetet i Bergen (UiB) vært med å gjenskape Big Bang for å teste en teori om universets tidligste utvikling.

Teorien går ut på at kvarker og gluoner fløt rundt i en plasmasaus i de første mikrosekundene etter Big Bang.

Deretter bandt de seg sammen og dannet de protoner og nøytroner som bygger opp atomkjernene vi har i dag.

For å teste teorien kolliderte forskerne tunge blykjerner. Energien som oppsto ble så høy at kvarker og gluoner oppløste seg. Resultatet ble ørsmå dråper med urstoff.

– Eksperimentet bekrefter modellen om plasmatilstanden etter Big Bang. Forsøket kan forhåpentligvis gi oss svaret på hvordan protoner og nøytroner ble til, og gi oss viktige innsikter i universets tidligste utvikling, sier professor Anna Lipniacka ved UiB.

Hun deltar på Atlas-prosjektet i Cern, som forsøker å løse gåtene rundt universets opprinnelse.

Mulig å kopiere

Professor Joakim Nystrand ved UiB mener at eksperimentet indikerer at det nå er mulig å gjenskape urplasma i kontrollerte former.

– Materien ligner likevel mer på en væske enn plasma, påpeker han.

Nystrand deltar på Alice-prosjektet i Cern, som sto i spissen for blykollisjonene.

Asymmetrisk bevis

Til nå har forskerne kollidert hydrogen med ett proton i kjernen. Når protonene kolliderer i partikkelakseleratoren, eksploderer vanligvis partikler ut i parvise og symmetriske dobbeltskurer (jets).

Når blykjerner kolliderer i LHC-akseleratoren i Cern oppløses kvarker og gluoner til en ursuppe. (Illustrasjon: Atlas)
Når blykjerner kolliderer i LHC-akseleratoren i Cern oppløses kvarker og gluoner til en ursuppe. (Illustrasjon: Atlas)

Da forskerne krasjet bly med 82 protoner og 126 neutroner, oppsto en energiutvikling som var ti ganger høyere enn tidligere observert i en akselerator.

Forskerne så også at den ene partikkelskuren var mye sterkere enn den andre i paret etter kollisjonen.

– Denne asymmetrien tyder på at energien fra den ene partikkelskuren ble absorbert i plasmaen som ble produsert i kollisjonen, sier Nystrand.

Powered by Labrador CMS