Hvad er der ude i universet, og hvordan kan vi beskrive det? Det er ofte spørgsmål, som teoretisk fysik forsøger at besvare. Men nu slår SDUs fysikere kræfterne sammen med Europas næststørste partikelfysiklaboratorium og håber bl.a. på at kunne fange elementarpartikler.
Universet er stadig en af videnskabens største gåder, og vi mangler svar på helt basale spørgsmål som: hvad er der derude? Vi kender mindre end 20 pct. af det stof, der findes i universet – det er det stof, som alt kendt – du og jeg og stjernerne – er bygget af. De resterende mere end 80 pct. aner vi ikke, hvad er. I mangel af bedre kaldes det mørkt stof.
Selvom fysikerne ikke ved, hvad mørkt stof er, ved de, at det må findes. Ellers ville der ikke være masse nok til at holde sammen på universets strukturer af galakser og galaksehobe (der holdes sammen af tyngdekraften fra strukturernes masse).
– Man må med en vis rimelighed kunne gå ud fra, at mørkt stof kan være nogle elementarpartikler, som vi endnu ikke kender. Det kan skyldes, at de ikke opfører sig som de partikler, vi kender og kan måle og veje, siger Manuel Meyer, der er fysiker på SDU.
Teoretiske fysikere forsøger at regne sig frem til forekomsten af sådanne endnu ukendte elementarpartikler. Men der findes også flere store fysiklaboratorier, hvor fysikere ved hjælp af eksperimenter forsøger at detektere elementarpartikler. Det foregår fx ved at accelerere kendte partikler op i ekstremt høj fart og lade dem kollidere med hinanden for at se, hvad der sker – om de splittes i mindre elementarpartikler, som måske kan være det forjættede mørke stof.
I Hamburg ligger fysiklaboratoriet, Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY). Det er Europas næststørste fysiklaboratorium, og her leder man også efter elementarpartikler.
SDU har nu indledt et samarbejde med DESY, og i første omgang gælder det jagten på den formodede – men endnu ikke påviste – elementarpartikel, axionen.
Fysikeren Manuel Meyer, der forsker på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på SDU, er optaget af axionen og af at gøre klar til de store eksperimenter, hvor han og kolleger vil forsøge at detektere en axion i DESYs faciliteter. Dette eksperiment har fået navnet Any Light Particle Search (ALPS II).
Institutleder på Fysik, Kemi og Farmaci, Lars Porskjær Christensen, er ikke kun glad på forskernes vegne, men også de studerendes, hvad angår det nye samarbejde med DESY:
– DESY ligger i Hamborg, og det er kun tre timer med tog fra Odense Campus. Det åbner op for spændende muligheder for vores studerende for at deltage direkte i banebrydende, eksperimentel partikelfysik, mens de læser på SDU, siger han.
Hvad er en elementarpartikel?
En elementarpartikel er en partikel, der ikke kan deles i mindre dele. Vi kender indtil videre 24 (12 elementarpartikler, der hver har en antipartikel). Engang troede man, at atomet var den mindste elementarpartikel, men siden har forskning vist, at atomet består af endnu mindre elementarpartikler, og ligeledes er det tænkeligt, at forskere vil finde flere. Der findes to slags elementarpartikler: stofpartikler (fermioner) og kraftpartikler (bosoner). Fotonen er en velkendt boson, der er ansvarlig for elektromagnetiske fænomener som fx elektromagnetisk stråling som røntgenstråling, ultraviolet lys, synligt lys, mikrobølger og radiobølger.
Fakta om samarbejdet
SDUs vært for samarbejdet med DESY er Center for kosmologi og partikelfysik (CP3 Origins), der tæller forskere fra både Institut for Fysik, Kemi og Farmaci og Institut for Matematik og Datalogi. Gruppen arbejder med fundamentale partikelteorier, supercomputer-simuleringer af disse samt kosmologi.
