Når protoner støder sammen
Den kraftige LHC maskine accelererer og styrer milliarder af protoner til at støde sammen med milliarder af andre protoner. Formålet med dette arbejde er at få svar på fundamentale spørgsmål for at forstå naturen. Men hvad sker der i virkeligheden når protoner støder sammen?
Protoner består af kvarker bundet sammen af gluoner og i et sammenstød mellem to protoner lige på er det de kvarker de består af og gluonerne som støder sammen.
Tegningen nedenfor er et billede af to protoner som er på vej ind i et sammenstød. Inde i hver proton finder man en ”sø” af kvarker og gluoner. Hvorfor er der så mange? Har vi ikke lært at der kun er tre kvarker i en proton? Jo, vi siger nok at en proton består af tre ”valens” kvarker, men der er også en hel bunke ”sø-” eller virtuelle kvarker og antikvarker som stammer fra gluoner.
Hvad kommer der ud af sådan et sammenstød?
Når protoner støder sammen ved så høje energier som i LHC, så resulterer kollisionerne i en byge af alle mulige slags partikler, både dem normalt stof består af og andre, som kun eksisterede lige efter Big Bang.
De nye partikler er normalt meget tungere end de partikler som oprindeligt stødte sammen, takket være relationen E=mc2. Forenklet sagt: Al den energi vi putter ind i en kollision kan komme ud som masse i stedet for! Så i en proton-proton kollision kan "hvad som helst" ske, under forudsætning af at nogle vigtige regler overholdes, som f.eks. bevarelse af energi og impuls.