Foto: Cern, Jenny Alvén
Ljudlöst sjunker hissen ner i underjorden, där partikelfysiker med upptagna blickar hastar genom kyliga gångar. Hundra meter ovanför våra huvuden betar kor på pastorala ängar på gränsen mellan Frankrike och Schweiz.
Efter säkerhetskontrollerna står vi inför en storslagen syn: Blänkande stålskelett fyllda med tusentals blinkande lampor och miljoner surrande fläktar och pumpar, som för tankarna till ett gigantiskt pariserhjul eller en ståtlig katedral.
Detta är världens största och mest avancerade forskningsprojekt. Large Hadron Collider väger 80000 ton, lika tungt som åtta Eiffeltorn. Nästa vecka kör det igång, med mål att förklara universums och materias uppkomst.
Här har tusentals forskare från hela världen i ett kvarts sekel byggt jordens största maskin, för att upptäcka det allra minsta i vår värld. Kärnan i experimentet är partikelacceleratorn, en 27 kilometer lång tunnel fylld med supraledande magneter. Vid fyra experimentstationer i tunneln ska buntar med protoner kollidera med sådan fart, att energin blir den högsta i sitt slag i världen. Man räknar med sammantaget två miljarder kollisioner i sekunden.
Med dessa megakollisioner vill forskarna försöka skapa big bang i miniatyr. Fyra detektorer ska analysera den kolossala mängd information som kommer ur krockarna.
Särskilt söker man Higgspartikeln, pusselbiten som saknas i standardmodellen – dagens teori om universums uppbyggnad. Hittar man Higgs och andra partiklar kan Nobelpris regna över Cerns fysiker.
För vetenskapsmän världen över är LHC-starten en efterlängtad milstolpe. Men många försöker lägga band på sin entusiasm efter förra årets genanta bakslag. Efter en bejublad start den 9 september 2008 gick partikelacceleratorn plötsligt sönder. Ett elektriskt fel gjorde att sex ton helium läckte ut i tunneln. Det blev ridå och reparationer för drygt 300 miljoner kronor under ett år.
Nu försöker man igen. Fast en handfull forskare varnar för att LHC kan vara början på slutet för mänskligheten. Experimentet kan skapa svarta hål som sväljer hela planeten, varnar skeptiker som gått ända till Europadomstolen för att försöka stoppa projektet.
Men Cern-forskarna försäkrar att experimentet är ofarligt, och dessutom kan räta ut flera frågetecken. Till exempel vad mörk materia är, om det finns supersymmetriska partiklar och vart all antimateria har tagit vägen. Kanske inte frågor som gemene man ställer sig vid frukostbordet, men spörsmål vars svar kan bidra till förståelse för de innersta beståndsdelarna.
Det kan i sin tur få konkreta sidoeffekter för samhället i stort. Redan nu har LHC genererat många tekniska innovationer som används inom teknik och medicin. Många menar att de 68 miljarder kronor som LHC kostat – lika mycket som Bangladeshs samlade BNP eller som H&M:s styrelseordförande Stefan Perssons förmögenhet – är väl investerade pengar.
Många frågor söker svar när Cerns protonkarusell börjar snurra. För fysikerna står Higgspartikeln i centrum. Finns den eller finns den inte?
Den moderna fysiken har en teoretisk standardmodell som förklarar den värld vi känner. Men den är inte fullständig. Det är fortfarande inte klart varifrån partiklar får sina massor. Man tror att det finns en oupptäckt partikel som ger svaret: Higgs. Med den kolossala energi som uppstår när protonbuntar kolliderar med nära ljushastigheten i LHC-acceleratorn hoppas man kunna finna Higgs.
–Vi har aldrig gjort detta tidigare och vet inte vad vi kommer att finna. Hittar vi Higgs kan standardmodellen bekräftas, vilket vore storartat, säger Richard Jacobsson som ansvarar för detektorn LHCb.
Om Higgs visar sig så blir det efter månader, kanske år av detaljerad analys av de miljontals signaler som kommer från detektorerna.
Men om man inte hittar Higgspartikeln?
–Ja, då är vi på fel väg. Då har vi missuppfattat allt fundamentalt. Då måste vi tänka om och söka nya teorier, säger Hans Danielsson, en av de ansvariga för Atlas-experimentet.
I jakten på universums hemligheter söker forskarna även efter fenomen som supersymmetri, mörk materia och antimateria. Men det finns också orosmoln på forskarhimlen. En handfull vetenskapsmän varnar för att svarta hål kan bildas av energin som skapas när protonstrålarna kolliderar.
Få ting är så mytomspunna som svarta hål som slukar allt i sin väg, med en gravitationskraft så stark att inte ens ljuset kan lämna det. Men rädslan är obefogad, försäkrar fysikerna vid Cern. Så länge som jorden har existerat har kosmisk strålning träffat vår atmosfär med en energi som är högre än energin som skapas i acceleratorn. Trots det har vi inte slukats av något svart hål. Fast det är klart, rent riskfilosofiskt måste även ytterst små sannolikheter beaktas om den potentiella förlusten är stor, vilket ju världens undergång är.
Men fokus är nu inte domedagen utan att söka kunskap som kan hjälpa oss att förstå hur universum skapades. Idag har vi kännedom om universums uppkomst ända tillbaka till en biljondels sekund efter big bang. Men vad hände precis innan?
–Det är som att vilja läsa en bok till sista sidan. Vi ger oss in på helt okända områden, och stillar människans nyfikenhet på vårt ursprung, säger Richard Jacobsson.
Fast forskarna står inför en tuff utmaning. Hur ska man kunna hantera all data som acceleratorn och detektorerna spottar ut? Det är en lavin av ettor och nollor som väntar under de närmaste tio åren. Den dagliga informationen motsvarar ungefär tre gånger alla telefonsamtal som pågår i världen. Räddningen är den så kallade Grid-teknologin som ger enorm datakraft genom att koppla ihop nätverk över världen. Det är efterföljaren till world wide web – som uppfanns vid Cern i början av 1990-talet.
Bara i Atlas-detektorn kommer en miljard protonkollisioner att registreras i sekunden. Samlas denna information på cd-skivor blir det en tio kilometer hög trave per år. Fast kraftig gallring av all data är planerad. Bara någon miljondel av allt som registreras är så intressant att det sänds vidare till analys.
Fast vad är vitsen med allt detta? 60 miljarder kronor är mycket pengar för en ganska osäker satsning. Det är möjligt att partikelacceleratorn inte ger några svar, utan bara fler frågor om jordens och materiens uppkomst. Man kan också fråga sig om det är detta regeringar ska lägga pengar på i dagens värld.
Men LHC handlar inte bara om kunskap för kunskapens skull. Ett kvarts sekels förberedelser har redan genererat hundratals innovationer. Teknik har skapats som tillämpas på satelliter, optisk dataöverföring och medicinsk utrustning. Andra sidoeffekter är förfinade instrument för medicinska diagnoser och protonterapier av cancer, särskilt viktigt vid behandling av hjärntumörer. De tusentals forskarna som varit engagerade i projektet har också nosat på hittills helt okända områden, vilket kan leda till stora upptäckter och affärsmöjligheter framöver. Så något slöseri är det knappast.
–Investering i grundforskning lönar sig alltid på sikt. Det ger oss kunskap som för utvecklingen framåt. Dessutom vill vi förstå hur världen hänger ihop, det ligger i människans natur, säger Marco Bruschi, italiensk forskare från INFN/Bologna som driver Atlas-experimentet.
Svenske forskaren Vincent Hedberg från Lunds universitet som också arbetar med Atlas, menar att det är viktigt att vi kan förklara vår plats i universum.
–Partikelacceleratorn kan ge oss ny förståelse för gravitationsteorin, och visa om en supersymmetrisk spegelvärld existerar. Det kan förändra vår världsbild totalt, säger han.
Djupt troende människor håller kanske inte med honom och de andra Cern-forskarna. För dem är letandet efter Higgs obegripligt, då man redan har sin uppfattning om hur världen skapades. I filmen Änglar och Demoner som handlar om antimateria och filmats vid Cern, blottläggs konflikten mellan religion och vetenskap på ett sätt som upprört Vatikanen. Diskuteras denna avvägning mellan vad som är viktigast – sanning eller mening – under arbetet med acceleratorn?
–Det är sällan man pratar religion med andra fysiker. Men det är olyckligt att Higgs kommit att kallas ”The God Particle” efter boken av Nobelpristagaren i fysik, Leon Lederman. Vår uppgift är inte att bevisa om Gud finns eller inte. Vi försöker bara beskriva naturen, säger Vincent Hedberg.
