Fysikerne begynder at se lyset

Hvordan og hvornår knækker forskerne gåden om universets sande beskaffenhed? Partikelfysikeren Troels Petersen kigger i krystalkuglen og giver en række fascinerende bud.

Partikelfysiker Troels C. Petersen er en af de danskere, der beskæftiger sig mest intenst med gåden om verden og dens indretning. Senest har man på CERN i Genève med meget stor sansynlighed opsnappet den sagnomspundne higgs-partikel, og det bringer nye opdagelser tættere på. Foto: Søren Bidstrup Fold sammen
Læs mere

For godt og vel to år siden brød jubelen løs blandt alverdens fysikere.

Fra verdens største partikelforskningscenter, CERN i Genève i Schweiz, blev det sensationelt annonceret, at man med meget stor sandsynlighed havde opsnappet den sagnomspundne subatomare partikel, higgs, inde i den 27 km lange partikelaccelerator, LHC, der løber i en cirkulær tunnel i det fransk-schweiziske grænseland.Det var den nok største opdagelse i fysikken i årtier og udløste da også næsten på stedet Nobelpriser. For med higgs-bekræftelsen faldt brikkerne på plads i den såkaldte standardmodel, der er en samlet – men ikke komplet – teori inden for partikelfysikken. Og samtidig kunne man endelig forklare, hvorfor praktisk taget alle andre partikler er udstyret med en vis træghed: At de har en masse.

Higgs-opdagelsen var med andre ord en vigtig brik at få lagt i det voldsomt komplekse puslespil, der udgør en fuldstændig forståelse af verden og dens indretning.

Men ingen fysiker med benene på jorden vil bilde sig selv ind, at han eller hun har nogen færdigstøbt idé om, hvordan hele puslespillet ser ud.

Rundt om hjørnet venter imidlertid nye opdagelser, der vil bringe os afgørende skridt nærmere det store overblik over altings indretning. Spørgsmålet er bare: hvilke?

En af de danskere, der beskæftiger sig mest intenst med besvarelsen af spørgsmålene, er partikelfysiker og forskningslektor ved Niels Bohr Institutet Troels C. Petersen.

Han er fast tilknyttet CERN og sidder dagligt med hovedet begravet i de nærmest ubegribeligt omfattende datamængder fra de utallige partikelsammenstød, der bliver fanget af enorme partikeldetektorer inde i LHC-tunnelen – data der løbende bliver behandlet og analyseret i omkring 100.000 computere verden over.

Et puslespil uden forsidebillede

Hvad skal der til for at komme til den næste milepæl efter higgsen?

»Først og fremmest skal vi gå et energiniveau op. Det kommer allerede til at ske i det kommende forår, når LHCs energiniveau bliver fordoblet. Det er ligesom, når astronomer skruer op for deres teleskoper. Så kan de se længere ud, få flere detaljer og opdage noget nyt. Det er helt det samme i partikelfysik.«Og hvad kan man så?

»I forbindelse med higgs-opdagelsen havde vi en meget klar forventning om, at enten er higgsen der, eller også skal der være noget andet. Der var et oplagt hul i et puslespil, hvor det var rimelig klart, hvad mønsteret var. Nu er alting meget mere åbent. I modsætning til puslespillet, du køber i forretningen, er der ikke noget forsidebillede eller information om, hvor mange brikker der er, eller hvilken form det har. Vi aner det ikke, men det skal vi nu prøve at finde ud af.«Kan du give et bud?

»Vi vil kende alle de grundlæggende naturlove. Overordnet set handler det om at finde flere partikler og dermed også nye kræfter. For hver kraft, du har, spiller en partikel også en rolle.«

Vil et færdiglagt puslespil være ensbetydende med den definitive indsigt i altet?»Ja, i høj grad, for alle de fundamentale ting, vi kender til, udtrykkes ved hjælp af partikler. Selv tyngdekraften har vi i sidste ende en forestilling om nok skal løses med en partikel.«Så tyngdekraften er en gåde?

»Ja, for vi kan reelt slet ikke beskrive den. Kvantemekanik er én ting, tyngdekraft en anden. Og de to ting skal helst spille sammen. Hvordan ser kvantemekanik ud på kanten af et sort hul? Det har vi ingen teori for. Folk har prøvet i 20 år, og det går gruelig galt og tvinger dig til at have 11 dimensioner i stedet for fire. Men noget af det, vi kigger efter, er nye brikker, der kan være endnu mere afgørende end higgsen. En af de grundlæggende tanker er supersymmetri, og derfor vil vi meget gerne opdage en supersymmetrisk partikel.«Hvad er supersymmetri?

»En meget smuk og næsten altfavnende teori, der løser en række af de problemer, vi har i den gængse forståelse af partikelfysikken. Den forudser bl.a., at alle de almindelige partikler, som vi har opdaget og kender, har såkaldte supersymmetriske partnere.«Vil man kunne få en kraftigere indikation på, at supersymmetri er gældende ved at gå et energiniveau op?

»Ja, for det bør øge sandsynligheden for at finde en supersymmetrisk partikel, måske tilmed en mørk stof-partikel, der meget vel kan være supersymmetrisk. Hvis vi finder en supersymmetrisk partikel på CERN, så kan jeg godt love dig for, at vi løber i ring næsten lige så hurtigt som partiklerne i LHC. Og derefter vil vi hurtigst muligt bestille tid oppe hos Nobel-herrerne i Stockholm.«Har du en personlig formodning om, at vi i din levetid får bekræftet supersymmetri?»Jeg vil sige det sådan, at jeg har satset penge på det – et væddemål med en gammel kammerat. Supersymmetri giver jeg gode chancer.«

Afsløringen af mørkt stof er tættere på

Her er det på sin plads kort at forklare, at mørkt stof er en af de absolut største gåder i videnskaben. Forskere kender og har kun beskrevet de fire-fem procent af universet, der består af synligt stof – af det, som vi og planeter og stjerner er dannet af. Men det er umuligt at få den store ligning om universets beskaffenhed til at gå op uden at indføre mørkt stof og den endnu mere gådefulde mørke energi.

Kan du forestille dig, at man inden for – lad os sige de næste 20 år – vil kunne bekræfte eksistensen af en supersymmetrisk mørk stof-partikel?»Det er ikke totalt verdensfjernt, for vi har nogle ret gode indikationer. Og hvis det lykkes, så vil vi have bidraget med noget, der vil stå til evig tid. Det ville være en mægtig triumf.«Men vil det også være vigtigt for hr. og fru Jensen?»Ja. Indtil nu har vi gennem al forskning afdækket, hvad mindre end fem procent af universet består af. Med mørkt stof vil man med et slag udvide det til 28-30 pct. og »kun« have den underlige mørke energi tilbage. Det ville være en erkendelsesmæssig revolution af hele den måde, vi ser universet på, og hvad der er i universet. Hvis bare vi kan sove én procent bedre om natten, vel vidende at vi forstår universet, at der ikke er noget mystisk ved det, og at vores intellekt har kunnet knække koden om det, så vil meget være opnået. Så ville vi som mennesker have grund til at være stolte over, at vi har kunnet gøre det på en lille planet omkring en middelmådig stjerne i udkanten af en gennemsnitlig galakse.«Og måske vil forskere ligefrem finde indikationer på, at universet rummer flere end fire dimensioner?

»Ja, det er også en spændende mulighed. Men det allermest sandsynlige er formentlig, at vi finder noget, som vi slet ikke havde tænkt på. Det ville være både drønskægt og super interessant.«