Når protoner kolliderer
Den kraftige maskinen LHC, akselererer og styrer milliarder av protoner til kollisjon med milliarder av andre protoner. Målet med dette er å svare på fundamentale spørsmål om Naturen. Men, hva skjer egentlig når protoner kolliderer?
Protoner består av kvarker som er bundet sammen av gluoner, og i en direkte kollisjon mellom to protoner er det byggesteinene kvarkene og gluonene, som kolliderer.
Skissen nedenfor viser to protoner som er i ferd med å kollidere. Inni hvert proton kan man finne en “sjø” av kvarker og gluoner. Hvorfor så mange? Har du ikke lært at det er bare 3 kvarker inni et proton? Vel, vi sier at et proton består av 3 “valens” kvarker, men også en hel del “sjø” eller “virtuelle” kvarker og anti-kvarker som stammer fra gluoner.
Hva er resultatet av slike kollisjoner?
Når protoner kolliderer med så høy energi som ved LHC, vil kollisjonene resultere i en sverm av alle typer partikler, den typen som vanlig stoff er bygd opp av, og andre typer som bare eksisterte rett etter Big Bang.
De nye partiklene er vanligvis mye tyngre enn de kolliderende partiklene, takket være ligningen E=mc2. For å si det enkelt: All energi som vi brakte inn i kollisjonen kan komme ut som masse isteden! Så, i en proton-proton kollisjon kan “hva som helst” skje, forutsatt at visse viktige prinsipper er respektert, slikt som bevaring av energi og massefart.