Tempus Fugit

Man nådde en experimentell gräns. Man behövde starkare grejjer. Gustav Ising fick en idé till en linjär partikelaccelerator 1924. Rolf Wideröe vidareutvecklade idén 1927. Han skapade resonansacceleratorn 1928. Hans arbete studerades av Ernest Lawrence i USA som vidareutvecklade conceptet till cycklotronen 1929. Max Steenbeck formulerade idén med cycklotroner medan han var student i Kiel 1922-27. Han sökte patent för Betatron 1934. Betatron accelererar betastrålar, som visar sej vara identiska med elektroner.

1931 byggdes en 23 cm stor cycklotron vid universitetet i Califonien som bevisade att konceptet fungerade.

Vad ska man med en partikelaccelerator till? Man kan studera subatomära partiklar under höga energier. Ju högre energier och ju större acceleratorer, desto mindre partiklar.

Donald Kerst utvecklade Betatron under 1940-talet vid universitetet i Iilinois. Cycklotron var den första sortens accelerator, följd av synchrotronen. De första som byggdes var alla cirkulära. Synchrotronen skapades 1945 av Ed MacMillan.

1952 utvecklade Ernest Courant m.fl ett sätt att fokusera, som bidrog till de storskaliga acceleratorerna, som idag är sinnebilden för  "big science". 1954 beslutades att CERN skulle byggas. 1959 startades deras första accelerator, en proton-synchrotron. Den första partikelkollideraren byggdes 1961. Under 60-talet följde snabbt en explosion av nya partikellacceleratoranläggningar runt om hela världen.

Att de kända partiklarna skulle vara uppbyggda av kvarkar förutsades 1964. 1969 upptäckte "partons" när en protonstråle frontalkolliderade med en elektronstråle. Dessa "partons" har sedan identifierats som olika typer av kvarkar.

Det teoretiska resultatet av alla dessa anläggningar var "Standardmodellen" som var någorlunda utarbetat runt 1971. Forskarsamfundet accepterade kvarkmodellen i mitten av 70-talet i något som kallas "novemberrevolutionen".

Tack vare partikelacceleratorerna kunde man upptäcka och kategorisera subatomära partiklar som ofta hade förutsagts av symmetriprinciper.

Ett problem har länge varit att gravitationen har varit svår att införliva i standardmodellen och att man inte har hittat några gravitoner eller higgspartiklar. Gravitoner är i teorin praktiskt taget omöjliga att påvisa.

2009 blev Large Hadron Collider vid CERN den största acceleratorn i världen. 2011 stängde USA sin största accelerator.

Visst är forskarsamfundet internationellt och visst finns det andra anläggningar man kan använda, men det är ändå lite intressant eftersom det tidigare har varit lite grann av en prestigesak för USA att visa att man ligger i forskningsfronten. Anläggningen angav på dödsbädden att man kanske hade hittat en okänd partikel men det stämde inte.

I slutet av 2011 uppgav CERN att man kanske hade hittat higgs. Nu låter det inte riktigt så längre. Ett mer slutgiltigt besked väntas mot slutet av 2012. Kanske.

I teorin så kan kvantmekaniken och relativitetsteorin förenas i strängteori och m-teori, men dessa kan idag inte bevisas experimentellt. I teorin så skulle det behövas en accelerator lika stor som det kända universum för att man direkt skulle kunna påvisa strängarna i strängteorin.

Idag finns det över 30000 acceleratorer runt om i världen. De används till mycket annat än forskning. De används t.ex vid sjukhus och det finns idéer om att "små" acceleratorer kunde användas för att driva små thoriumreaktorer i mindre skala än dagens kärnanläggningar.

andra bloggar om

forskning, vetenskap, fysik, experiment,