Mark Thomson, professor i eksperimentel partikelfysik ved University of Cambridge, har sikret sig et af de mest efterspurgte job i den globale videnskab. Alligevel kan man fra et bestemt perspektiv ikke lade være med at spekulere på, om han har ofret noget personligt for fælles bedste.
Den 1. januar bliver Thomson generaldirektør for CERN, det Nobelprisbelønnede kernfysiklaboratorium nær Geneve. Det er her, dybt under jorden, at Large Hadron Collider (LHC) – det største videnskabelige instrument nogensinde bygget – genskaber forholdene fra de første øjeblikke efter Big Bang.
LHC sikrede sig sin plads i historien ved at opdage den illusive Higgs-boson, hvis tilknyttede felt fungerer som et kosmisk lim, der giver partikler masse. Men en af Thomsons første opgaver vil være at lukke collideren for større ingeniørarbejde. Den genstarter først, når hans embedsperiode er næsten slut.
På sit kontor på Cavendish Laboratory, forbi en model af DNA-dobbeltspiralen opdaget i Cambridge for over 70 år siden, er Thomson langt fra bekymret over lukningen. Faktisk ser han frem til de næste fem år.
"Maskinen klarer sig fantastisk, og vi indsamler enorme mængder data," siger han. "Der vil være masser at analysere i denne periode. Fysikresultaterne vil fortsætte med at komme."
Thomsons baggrund er ikke traditionelt akademisk: han gik på en folkeskole i Worthing, West Sussex, og udviklede først en interesse for fysik efter at have læst en populærvidenskabelig bog om CERN i tidlig teenagealder. "Den satte retningen for mig," husker han. "Jeg ville forstå, hvordan universet fungerer." Han var den første i sin familie, der gik på universitet, hvor han studerede fysik i Oxford.
LHC accelererer protoner – brintatomernes kerner – til næsten lysets hastighed inde i en 27-kilometer ring under det fransk-schweiziske landskab. På fire punkter rundt om ringen kolliderer protoner, der bevæger sig i modsatte retninger. Energien fra disse sammenstød skaber en strøm af nye partikler, som registreres af LHC's detektorer. I overensstemmelse med Einsteins berømte ligning, E=mc², producerer mere energi mere massive partikler.
Fra juni vil lukningen banen for High-Luminosity LHC, en større opgradering, der involverer kraftige nye supraledende magneter for at fokusere protonstrålerne og gøre dem kraftigere. Dette vil øge antallet af kollisioner tifoldigt. Detektorerne forbedres også for bedre at fange de subtile tegn på ny fysik. "Det er et utroligt spændende projekt," siger Thomson. "Det er mere interessant end blot at køre maskinen som sædvanligt."
Hvis succesfuld, vil opgraderingen muliggøre mere præcise målinger af partikler og deres interaktioner, potentielt afslørende fejl i nuværende teorier, der kunne føre til nye opdagelser. Et vedvarende mysterium er Higgs-bosonen selv. Mens elementarpartikler får masse fra Higgs-feltet, forbliver årsagen til deres forskellige masser ukendt. Selv hvordan Higgs-bosoner interagerer med hinanden er uklart. "Vi kunne se noget helt uventet," bemærker Thomson.
At lede High-Luminosity LHC vil være et centralt fokus i Thomsons femårige embedsperiode. Men han må også adressere et større og mere omstridt projekt: planlægningen af hvad der kommer efter LHC, som forventes at afslutte sin levetid omkring 2041. Den førende kandidat er en kolossal maskine kaldet Future Circular Collider (FCC).
Ifølge CERN's gennemførlighedsstudie vil FCC være over tre gange større end LHC og kræve en ny 91-kilometer cirkulær tunnel gravet op til 400 meter under jorden. Projektet vil blive bygget i to faser, med den første fase startende i slutningen af 2030'erne. I 2040'erne er planen at kollidere elektroner med deres antistof-partnere, positroner. Derefter, omkring 2070'erne, vil den maskine blive erstattet af en ny collider designet til at smadre protoner med syv gange energien af Large Hadron Collider (LHC). Den indledende fase anslås at koste 15 milliarder schweiziske franc, eller omkring 14 milliarder pund.
Ingeniørarbejdet i sig selv er ambitiøst, men Future Circular Collider (FCC) står over for bredere udfordringer. CERN's medlemslande, der vil stemme om projektet i 2028, kan ikke dække hele omkostningen, så yderligere internationale bidragydere er nødvendige. Samtidig fortsætter en debat om, hvorvidt dette er den bedste maskine til at gøre nye opdagelser. Der er ingen garanti for, at den vil besvare de store spørgsmål i fysikken, såsom: Hvad er den mørke materie, der hober sig omkring galakser? Hvad er den mørke energi, der driver universets udvidelse? Hvorfor er tyngdekraften så svag? Og hvorfor sejrede stof over antistof, da universet blev dannet? Uden et klart, garanteret gennembrud vil Mark Thomsons opgave med at samle støtte blive sværere.
Men CERN har altid handlet om mere end bare videnskab. Takket være laboratoriet er Europa den globale leder inden for partikelfysik, der tiltrækker titusindvis af forskere og driver udviklingen af ny teknologi. Andre lande, især USA og Kina, fremskynder dog deres egne planer for næste generations collidere. Om CERN bevarer sin forrang, afhænger af succes med LHC's efterfølger.
"Vi har ikke nået et punkt, hvor opdagelser er stoppet, og FCC er det naturlige næste skridt. Vores mål er at forstå universet på det mest fundamentale niveau," siger Thomson. "Og dette er absolut ikke tidspunktet at give op."
Ofte stillede spørgsmål
Selvfølgelig. Her er en liste over ofte stillede spørgsmål om udsagnet: "Manden, der tager kontrol med Large Hadron Collider, gør det kun for at lukke den ned"
Begynder Generelle spørgsmål
1 Hvad er Large Hadron Collider?
LHC er verdens største og kraftigste partikelaccelerator. Det er en 27-kilometer ring af supraledende magneter begravet under jorden nær Geneve, Schweiz, på CERN. Forskere bruger den til at smadre protoner sammen med næsten lysets hastighed for at studere universets fundamentale byggesten.
2 Er det sandt, at en ny person tager kontrol, kun for at lukke LHC ned?
Nej, det er ikke sandt. Dette er en misforståelse eller en fiktiv historie. LHC er et kritisk videnskabeligt instrument. Nye direktører eller projektledere udnævnes for at styre dens drift, opgraderinger og fremtidige forskningsmål, ikke for at afslutte den.
3 Hvorfor skulle nogen tro, at nogen vil lukke den ned?
Denne idé kan stamme fra science fiction, en misforståelse af planlagt vedligeholdelse eller forvirring om budgetdebatter. LHC gennemgår periodisk lange nedlukninger til opgraderinger og reparationer, som nogen muligvis fejltolker som en permanent lukning.
4 Hvem har faktisk ansvaret for LHC?
LHC styres af CERN, Den Europæiske Organisation for Kerneforskning. Et team af forskere, ingeniører og en projektleder overvåger dens daglige drift. Ledelsesroller skifter over tid som en del af normal karriereudvikling.
5 Kan én person overhovedet beslutte at lukke LHC ned?
Nej. LHC er et internationalt projekt finansieret og drevet af et samarbejde mellem mange lande. Enhver større beslutning, som en permanent nedlukning, ville kræve en kompleks konsensus blandt medlemslandene og det videnskabelige samfund, ikke en enkelt person.
Øvet Driftsspørgsmål
6 Bliver LHC nogensinde lukket ned?
Ja, men kun midlertidigt. Den kører i flerårige kørsler efterfulgt af planlagte Lange Nedlukninger. Disse perioder er til essentiel vedligeholdelse, opgraderinger for at øge dens kraft eller følsomhed og installation af nye detektorer.
7 Hvad sker der under en planlagt Lang Nedlukning?
Hold udfører tusindvis af vedligeholdelsesopgaver: forstærker elektriske forbindelser, opgraderer it-systemer, installerer nye strålerør og forbedrer detektorkomponenter. Det er som et massivt pitstop for at gøre maskinen endnu bedre.
