Forskning, Naturvetenskap, Samverkan

Allt ljus på den mörka sektorn

I den jättelika partikelacceleratorn Large Hadron Collider, LHC, vid CERN-laboratoriet i Schweiz och Frankrike når protonerna nästan ljusets hastighet innan de krockar med varandra. Resultaten ger oss ny kunskap om universums skapelse, dess minsta beståndsdelar, mörk materia och kanske ledtrådar om mörk energi.

Cern

Partikelacceleratorn Large Hadron Collider, LHC, vid CERN-laboratoriet i Schweiz och Frankrike. Foto: Cern

I mitten av juni samlas forskare från hela världen i Lund för att diskutera senaste nytt om universums okända sidor och Higgspartikeln.

För fyra år sedan visade forskare vid CERN att Higgspartikeln existerar. Upptäckten förklarar varför alla partiklar ned på minsta nivå har en massa. Den förklarar också varför diverse lagar inom fysiken ger upphov till mycket olika reaktioner, reaktioner som i sin tur ger oss den komplexa värld vi lever i.

På så vis kompletterar Higgspartikeln partikelfysikernas förklaringsmodell av världen, den så kallade Standardmodellen.

Leif Lnnblad, professor i teoretisk fysik.

Leif Lönnblad. Foto: Kennet Ruona

– Från början tillät inte Standardmodellen att partiklar hade en massa. Detta problem löstes på 60-talet med införandet av Higgs-fältet och Higgspartikeln som växelverkar med andra partiklar och ger dem massa. Det dröjde dock mer än 40 år innan vi äntligen hittade Higgspartikeln, berättar Leif Lönnblad, professor i partikelfysik i Lund.

Han och professorskollegan Torsten Åkesson har tillsammans med andra medarbetare på avdelningarna för experimentell och teoretisk partikelfysik förberett årets LHC-konferens. De är själva djupt involverade i forskningen och försöken som görs vid CERN. Förhoppningen är att några av alla frågor som LHC ger upphov till ska få svar under de sex dagar som världsexpertisen är samlad i Lund.

Hetast just nu är att hitta det som avviker från Standardmodellen, det som ligger bortom fysikernas förklaring och kunskap om världen och universum.

– Standardmodellen kan till exempel inte förklara den mörka sektorn, det vill säga vad mörk materia består av eller vad mörk energi är för något, säger Torsten Åkesson.

Att det finns så kallad mörk materia är klarlagt. Ett bevis är hur stjärnor och galaxer rör sig och roterar. Forskare har räknat ut att det krävs fem gånger mer massa än vad gas, damm, stjärnor och planeter ger upphov till för att stjärnor med sina planetsystem och galaxer ska kunna röra sig som de gör.

Den enda rimliga fysikaliska förklaringen är att det finns mer massa i universum, långt mer än vad som hittills upptäckts. Den oupptäckta massan består av partiklar som forskarna febrilt letar efter.

– Samlingsnamnet är mörk materia, eftersom de här partiklarna som vi letar efter varken absorberar eller skickat ut något ljus, säger Leif Lönnblad.

– Mörk energi är något annat. Vi vet att den finns i och med att universum expanderar och att den expansionen accelererar i stället för att bromsas upp. Någon form av energi driver på accelerationen, men vi vet inte vad det är eller vad det beror på, säger Torsten Åkesson.

Torsten Akesson

Torsten Åkesson.

Majoriteten av all massa är således av ett helt annat slag än de partiklar som människor, djur, planeter och stjärnor består av. När svaren på frågorna om mörk materia och mörk energi så småningom kommer lär det förändra hur vi ser på världen.

– Det är ren spekulation men kanske får vi en helt ny fysik. Precis som vi har Standardmodellen för vår kända materia, säger Torsten Åkesson.

– Jag tror det kommer att förändra hur människor tänker. Precis som folk förändrades när vi insåg att jorden inte är unik och inte ens centrum i universum. Mer kunskap om den mörka sektorn kanske får folk att inse att allt som vi hittills har känt till som materia i universum bara är en liten del, ett minoritetsfenomen, säger Leif Lönnblad.

Jan Olsson

FAKTA om konferensen LHCP2016

Konferensen Large Hadron Collider Physics (LHCP2016) är helt inriktad på forskning och resultat från partikelacceleratorn vid CERN-laboratoriet. Konferensen är störst i världen i sitt slag. Årets konferens är den fjärde i ordningen och hålls i Lund 13–18 juni. Omkring 360 forskare från hela världen deltar.

Under de sex dagarna anordnas ett särskilt evenemang för allmänheten torsdagen 16 juni. Moderatorn Lisa Kirsebom frågar då ut Ulf Danielsson, professor i teoretisk fysik i Uppsala. Bland annat diskuteras mörk materia och mörk energi och vad ny kunskap kommer att betyda för människors världsbild. Allmänheten får tillfälle att ställa frågor och att möta lokala forskare. Plats: AF:s Stora sal. Tid: 20.00–21.30.

Mer information finns på hemsidan

FAKTA Standardmodellen

Partikelfysikens Standardmodell är en kvantmekanisk teori som beskriver hur partiklar interagerar och växelverkar med varandra under påverkan av den starka elektromagnetiska och svaga kraften. På så vis kan Standardmodellen sägas förklara delar av världen, men långt ifrån allt. Den tar exempelvis inte hänsyn till gravitationskraften och den förklarar inte mörk materia.

Källa: Wikipedia