Uppsalaforskare jagar big bang i Schweiz

De återskapar tillståndet i universum mindre än en miljarddels sekund efter big bang. De gör det genom att krocka protoner i nästan ljusets hastighet i en tunnel under byarna väster om Genève. De kommer från Uppsala universitet och vill skriva historia genom att återskapa vår tidigaste historia. 40 miljoner gånger. I sekunden.

Elias Coniavitis, Richard Brenner, Roger Ruber, Tord Ekelöf, forskare vid LHC, Geneve

Elias Coniavitis, Richard Brenner, Roger Ruber, Tord Ekelöf, forskare vid LHC, Geneve

Foto: Niklas Skeri

Uppsala2010-03-14 18:54

Så här går det till när snillen spekulerar. Händer viftar och ben ställer sig upp vid bordet där fem Uppsalaforskare tar en fika.
- Här ser vi ju förlorad energi, säger en.
- Det här är ju själva protonkrocken, säger en annan.

I bordsskivan finns en inlagd bild av vad som inträffar när två protoner kolliderar i nästan ljusets hastighet. Det är precis vad som sker i jorden hundra meter under oss, där vi
sitter i en kafeteria utanför Genève, vid konsortiet Cerns big bang-maskin Large hadron collider (LHC).
Det är också just vad som skedde en knapp miljarddels sekund efter big bang. Då fanns en ofantlig mängd energi komprimerad i en enda minimal punkt som exploderade. Successivt omvandlades energin till massa och så småningom bildades ämnen som blev till galaxer, stjärnor och planeter och till slut liv. Åtminstone på ett ställe: här, på jorden, där jag och fem forskare spekulerar över en kopp kaffe, vid ett bord med en bild av en likadan smäll.

Kafeterian är upplagd som en tipspromenad med en bild på varje bord. Lyckas du pricka in vilka skeenden med koppling till LHC som avbildas har du chansen att vinna ett pris. Det är nörderi på hög nivå. När alla har enats om att det är själva krocken som visas på vårt bord tar diskussionen ny fart.
- Nobelpriset är för litet för oss, säger Richard Brenner, docent.
Alla skrattar.
- Skriv inte det, det låter ju inte klokt, tillägger han och biter sig i läppen.

Frågan är vem som skulle få ett Nobelpris, och vilken upptäckt som skulle belönas. Experimenten utförs nämligen av 10 000 forskare över hela världen, och på plats arbetar dagligen flera tusen med att hålla maskinen i gång, analysera data och utveckla ny teknik för kommande experiment. Knappt 15 av dem delar sin tid mellan Uppsala universitet och Genève. Gruppens ledare är Tord Ekelöf, professor i partikelfysik vid Uppsala universitet, en dominant man i fluga och hatt, med starka åsikter som talar om forskare som äventyrare och konstnärer. Hans skratt hörs långt genom de sjabbiga forskarkorridorerna från 50-talet. Hit kom han som student från Uppsala sommaren 1967. Efter det fanns inga alternativ, det var det här som gällde.
- När vi fått resultat från våra experiment kommer vi att stå med lika många frågor till. Vi är inga profeter, vi vill inte ha någon ny religion eller ideo¬logi. Vi är kritiska och vill inte ha bekräftelse av den ena eller andra gamla teorin. Vi vill hitta avvikelser, varur det växer nya blommor, säger han.

Vad Tord Ekelöf och hans tusentals forskarkolleger gör är att de krockar protoner med enorm energi och analyserar vad som händer. Det här görs 40 miljoner gånger. I sekunden! För ändamålet har man byggt fyra gigantiska mikroskop, detektorer. Uppsalagruppen har tillsammans med 2 900 forskare från 37 länder utvecklat detektorn Atlas och bland annat bidragit med ett par kvadratmeter detektorer i form av kiselplattor. Med Atlas hoppas forskarna kunna spåra materiens minsta beståndsdelar, eventuella fler dimensioner än dem vi människor känner från vår vardag, förekomsten av supersymmetri och mörk materia, och så vidare.

40 miljarder kronor har LHC med sin 27 kilometer långa tunnel och fyra mikroskop kostat att bygga. Årsbudgeten nu ligger på uppåt 8 miljarder kronor. Är det värt att satsa så mycket pengar och arbetskraft på ett experiment som förmodligen bara reser nya frågor om ting som de flesta inte begriper ett jota av? Diskussionen vid kaffebordet får ny energi.
- Vad vi gör här är att fortsätta att ställa en fråga som vetenskapen alltid ställt sig: vad består materien av? Det är oerhört intressant, men vad det kommer ut av det vet vi inte. Men det förstod man inte heller på 1800-talet när elektromagnetismen upptäcktes, säger Elias Coniavitis, som precis disputerat och nu fortsätter sin forskning vid Uppsala universitet på plats i Genève.

I dag är all elektrisk och elektronisk utrustning i våra hem och våra industrier otänkbar utan upptäckten av elektromagnetismen, påpekar Tord Ekelöf som är trosviss. Samhället kommer att få njuta av frukterna.
- Jag skulle aldrig be om dessa resurser om jag inte var övertygad om att det här leder till något, säger han och radar upp konkreta exempel på saker som utvecklats ur tidigare försök vid sådana här anläggningar: datortomografi inom vården, protonterapi mot cancer, och utveckling av datorsystem för att ta hand om all information. Det sistnämnda ledde fram till world wide web. I en undangömd monter i en hangar med tusen och åter tusen datorer som står och tuggar finns den slitna dator som hade världens första webbadress, www.info.cern.ch.

Men webben tillhör historien för forskarna vid LHC. Nu är det Grid som gäller, ett nätverk som förgrenar sig över världen för att komma åt den datorkraft som behövs när data ska lagras från 40 miljoner små big bangs. I sekunden. En stapel av cd-skivor med ett års data från LHC skulle sträcka sig två mil upp i luften. Mount Everest är 9 kilometer högt.
Datorutvecklingen har öppnat för oväntade karriärsprång.
- Bankkvarteren i London har blivit en vanlig väg ut härifrån. Grid förändrar bankvärlden med sina möjligheter till analysmodeller, säger Elias Coniavitis.

Londons finanskvarter är nära nog det sista jag tänker på när vi vallas runt området. Miljön är en surrealistisk hybrid av ett putsat kontrollrum på Nasa och ett påvert, sjaskigt östeuropeiskt industrikomplex. Jag slås främst av det senare. Skulle svenska Arbetsmiljöverket komma på oannonserad inspektion skulle många lokaler stängas ned i morgon dag. Flera av Uppsalaforskarna sitter i kyffen i en industrilokal där jag letar efter punkbandet som borde ha replokal någonstans. I rummen finns plåtskrivbord och trästolar. Alla pengar går till forskning, förklarar Richard Brenner när vi kryssar fram på bakgårdar och över parkeringar på väg till datorhangaren. Han berättar en historia som vandrar runt bland forskarna.
- Jag hörde om en utredning vid en avdelning som visade att toaletterna utgjorde den största risken i hela deras projekt. Utredarna fick inget mer jobb och toaletterna blev kvar som de var.

Vid kaffebordet dagen före hade han gett sin syn på vad LHC egentligen är, och vad forskarna försöker göra.
- Det handlar om att lura av naturens dess hemligheter. Vi är som en tysk stålindustri som bara kör på och kör på tills vi lyckats. Men det är fantastiskt hur naturen kan dölja så mycket.
Richard Brenner tillbringar mellan 60 och 100 dagar om året vid acceleratorn. Familjen med hustru, också hon fysiker, och tre barn bor i Uppsala, men har i perioder bott i Genève. Med så många dagar vid LHC infinner sig så klart ett vardagsliv.
- Jag brukar cykla runt Genèvesjön. Det är 18 mil, och så tar jag en glass i Montreaux. Jag har åkt mycket skidor i Chamonix också.

Richard Brenner är ursprungligen från Finland. I sin forskargrupp i Uppsala är han i majoritet som icke-svensk, och hela miljön runt LHC andas internationalism. Anläggningen drivs av Cern, ett konsortium av länder som grundades på 50-talet av bland annat Sverige och då byggde sin första stora accelerator mitt över gränsen mellan Schweiz och Frankrike. Här ryms politiska visioner och här samsas i dag kineser, iranier, européer och amerikaner under vetenskapens flagga, för gemensamma storartade landvinningar.

Mellan två av de modernare husen står en staty av den hinduiska guden Shiva, skänkt av indiska forskare. Frågan om Guds när- eller frånvaro vilar i atmosfären på området, som en tyst bomb som ännu inte briserat. Oundvikligen blir det så när man forskar på frågor om alltings början och slut. Vad hände när allting blev till, och vad händer i dag när stjärnor slocknar och tänds? Vad finns vid vägs ände, när vi inte kan borra oss längre in i mikrovärlden? Många kända vetenskapsmän, inte minst Isaac Newton, tycker sig ha sett Gud i resultaten av sina experiment eller uträkningar. Einstein talade om "den Gamle". Men det känns som att Uppsalaforskarna försöker att hålla sin kritiska distans även till Gud, genom att göra det till en ickefråga.
- Naturvetenskapen skiljer sig från religionen. Vi har inga givna dogmer i någon helig skrift. Vi tänker oss inte ens möjligheten att något kan ta slut. Vi är rätt jordnära här jämfört med många andra, säger Tord Ekelöf.

För de flesta av forskarna på plats, inte minst i Uppsalagruppen, innebär det dagliga värvet begränsad närkontakt med teologiska eller filosofiska spekulationer. Många är ingenjörstyper som utvecklar ny teknik till uppdaterade detektorer och nya acceleratorer. Uppsala universitet är i högs¬ta grad involverat i de här högteknologiska processerna.
Så fort diskussionerna under mitt besök rör teknikaliteter i konstruktionerna dyker Uppsalaforskarna Volker Ziemann och Roger Ruber upp. De pratar mikrovågor, magneter och spänning i ordsvall som jag inte kan hänga med i, och de gör det med en energi som borde kunna duga som drivmedel när protonerna ska accelereras. Arvtagaren till LHC heter Clic. Roger Ruber och Volker Ziemann visar påtagligt stolta upp sina bidrag till försöksanläggningen i ännu en sliten industrilokal. I Clic ska elektroner kollidera.
- Här ska vi detaljerat studera det vi får fram i LHC som mer pekar ut vindriktningen, säger Roger Ruber.

LHC har varit i gång sedan 2008. I höstas slogs världsrekord i energi i de protonstrålar som skickas runt i tunneln. Inom ett par år ska energin flerdubblas, och det är då, när forskarna "kör på och kör på", dag efter dag, sekund efter sekund, kollision efter kollision, som naturen ska luras på sina hemligheter. Uppsalaforskarna ser fram emot att få vara med när hemligheterna avslöjas och när ett Nobelpris trots allt kanske delas ut. Färsk doktoranden Charlie Isaksson är en av dem.
- För mig som fysiker är det här platsen att vara på. Att jag nu går omkring här, där fysiken trycks framåt till nya områden, känns surrealistiskt. Att vara en del av det är häftigt.

Så jobbar vi med nyheter  Läs mer här!
Läs mer om