AddToAny

Partikkelakseleratorens historie: Hvordan i all verden endte vi her?

I verdens største maskin krasjer forskere partikler sammen i nær lysets hastighet. Det har de holdt på med i mange tiår. Men hvordan oppstod egentlig denne vanvittige ideen?
Hundre meter under bakken, på grensa mellom Sveits og Frankrike, ligger det enorme forskningsanlegget CERN, med en partikkelakselerator av dimensjoner som fantasien knapt kan matche:

Flere mil lange underjordiske racerbaner. Partikkel-detektorer så store som boligblokker. Verdens største elektromagneter. Og et energiforbruk tilsvarende en middels europeisk by.

I dette avsindige maskineriet krasjer forskere sammen ørsmå partikler i nær lysets hastighet, for å finne ut mer om veven av krefter og partikler som verden er lagd av.

Men hvordan kom vi egentlig hit?

Hvordan oppstod den vanvittige ideen om å krasje ting sammen for å finne ny kunnskap? Og hvordan ble maskinene så usannsynlig digre?

En gyllen start

Han skulle jammen visst hva han startet, Ernest Rutherford, da han satt og han pønsket ut et finurlig lite forsøk med et tynt ark av gullfolie og en liten klump radioaktivt stoff i en boks.

For det var der, i 1911, med boksen og gullfolien, at galskapen begynte.

- Det var Rutherford som fyrte av startskuddet for kappløpet om å bygge akseleratorer med stadig større energi, skriver Andrew Sessel og Edmund Wilson i boka «Engines of discovery».

(Foto: London Science Museum)

Rutherfords plan var å teste hypotesen til læremesteren, professor Joseph Thomson.

Den handlet om atomet. Forskningen innen kjemi hadde vist at stoffene i verden trolig var satt sammen av ulike ørsmå byggesteiner - atomer. Forskerne hadde lenge ment at atomene var verdens minste, udelelige byggesteiner.

På slutten av 1800-tallet hadde Thomson gjort en svært oppsiktsvekkende oppdagelse: Atomer kunne gi fra seg noen ørsmå partikler, som fikk navnet elektroner.

Dette betydde at atomet slett ikke var udelelig, men måtte bestå av mindre biter.

Les mer om Thomson og oppdagelsen av elektronet her.

(Foto: Ukjent, Wikimedia Commons)

Bolledeig-atomet

Ikke lenge etter presenterte Thomson en modell over hvordan atomet kunne se ut. Han forestilte seg atomet som en slags bolledeig med positiv elektrisk ladning, hvor små negativt ladede elektroner satt rundt som rosiner i deigen.

Men både bolledeigen og rosinene var selvfølgelig altfor små til at noen kunne studere dem i et mikroskop. Så hvordan kunne man sjekke om Thomsons atommodell var riktig?

Det er her Rutherford kommer inn. Han tenkte rett og slett:

Vi skyter partikler på atomer og ser hvordan partiklene oppfører seg.

Det blir litt som å kaste baller ut i et mørkt rom. Hvis noen av ballene kommer tilbake, vet du at det er noe der ute. Og farten og retningen ballene returnerer i, kan fortelle deg noe om formen og egenskapene til det som finnes ute i mørket.

Partikkelkanon

Ideen til Rutherford var faktisk mulig å gjennomføre på dette tidspunktet. Forskerne hadde nemlig ikke bare funnet elektronet, men også andre partikler.

Litt over et tiår tidligere hadde forskere oppdaget radioaktivitet - altså at noen materialer sendte ut en type stråler som lagde flekker på ueksponert fotofilm eller fikk fluoriserende stoffer til å lyse.

Og Rutherford selv hadde funnet ut at en type radioaktiv stråling bestod av partikler, såkalte alfapartikler.

Dette betydde at radioaktive stoffer rett og slett kunne brukes til å lage en liten partikkelkanon.

Rutherford - eller strengt tatt studentene hans som utførte forsøket - la radioaktivt stoff i en kasse av bly med et lite hull i den ene siden. Blyet stoppet all alfastrålingen, bortsett fra en stråle som stod ut av hullet.

Så pekte forskerne strålen mot en folie av gull, som var så flortynn at den bare var noen få atomer tykk.

Bak og på sidene av gullfolien var det plater med fluoriserende belegg. Når en alfapartikkel traff dette belegget, ble det skapt en liten lysprikk i treffpunktet.

Dermed var det mulig å se om alfapartiklene i strålen gikk tvers igjennom gullet eller om de bøyde av.

Så hva skjedde?

(Illustrasjon: Kurzon, Wikimedia Commons)

Som å skyte granater på silkepapir

Hvis gullatomene virkelig var en slags deigklumper med elektroner i, ville de svært energirike alfapartiklene trenge rett igjennom og treffe den fluoriserende plata rett bak gullfolien.

Men det var ikke det som skjedde.

Riktignok fløy de aller fleste alfapartiklene igjennom. Men noen få bøyde av og traff veggen i ulike vinkler. Enkelte artikler snudde utrolig nok helt rundt og sp

Les mer

Flere saker fra forskning.no

KOMMENTAR: Abort er på dagsorden med nytt regjeringsutvalg og rask utvikling i normer, praksis og teknologi. Da kan ikke politikerne sitte fast i gamle grøfter, slik de gjorde på møte i Arendalsuka.
forskning.no 17.08.2022
I alt 46 prosent av covid-syke sliter med ulike former for senvirkninger, og symptomene kan forverres, viser en ny studie.
forskning.no 17.08.2022
Mange insekter har en imponerende evne til å finne fram. Dødninghodesvermere kommer til Europa om sommeren. Når det blir høst, flyr de av sted sørover, til Middelhavet eller til Nord-Afrika.
forskning.no 17.08.2022
Norge importerer svært mye av fôret vi trenger til oppdrett og husdyrproduksjon. Men vi stiller sterkt på ny teknologi som utnytter matressursene bedre.
forskning.no 17.08.2022
Solens sterke stråler har gjort det vanskelig å se de nyoppdagede asteroidene. Forskere diskuterer nå hvor stor risikoen for kollisjoner er.
forskning.no 17.08.2022

Nyhetsbrev

Lag ditt eget nyhetsbrev:

magazines-image

Mer om mediene i Fagpressen

advokatbladet agenda-316 allergi-i-praksis appell arbeidsmanden arkitektnytt arkitektur-n astmaallergi automatisering baker-og-konditor barnehageno batliv bedre-skole bioingenioren bistandsaktuelt blikkenslageren bobilverden bok-og-bibliotek bondebladet buskap byggfakta dagligvarehandelen demens-alderspsykiatri den-norske-tannlegeforenings-tidende diabetes diabetesforum din-horsel energiteknikk fagbladet farmasiliv finansfokus fjell-og-vidde fontene fontene-forskning forskerforum forskningno forskningsetikk forste-steg fotterapeuten fri-tanke frifagbevegelse fysioterapeuten gravplassen handikapnytt helsefagarbeideren hk-nytt hold-pusten HRRnett hus-bolig i-skolen jakt-fiske journalisten juristkontakt khrono kilden-kjonnsforskningno kjokkenskriveren kjottbransjen kommunal-rapport lo-aktuelt lo-finans lo-ingenior magasinet-for-fagorganiserte magma medier24 museumsnytt musikkultur natur-miljo nbs-nytt nettverk nff-magasinet njf-magasinet nnn-arbeideren norsk-landbruk norsk-skogbruk ntl-magasinet optikeren parat parat-stat politiforum posthornet psykisk-helse religionerno ren-mat samferdsel seilmagasinet seniorpolitikkno sikkerhet skog skolelederen sykepleien synkron tannhelsesekreteren Tidsskrift for Norsk psykologforening traktor transit-magasin transportarbeideren uniforum universitetsavisa utdanning vare-veger vvs-aktuelt