Foto: Sofia Ström BernadChampagneflaskorna står uppradade längs väggen i det stora kontrollrummet i CERN. De markerar LHC-acceleratorns höjdpunkter sedan den första strålen cirkulerade genom tunneln den 10 september 2008. Senast champagnekorkarna flög i luften var i början av oktober då Nobelpriset i fysik annonserades. Priset gick till engelsmannen Peter Higgs och belgaren François Englert för deras förutsägelser om Higgspartikeln. Det är nästan femtio år sedan de lade fram sina teorier om partikeln som ger materiens minsta byggstenar massa. Förra året kunde experiment vid partikelfysiklaboratoriet CERN i Schweiz visa att de hade rätt.
En av alla dem som firade var Roderik Bruce, forskare vid CERN och alumn från Linköpings universitet.
Drivs av att förstå universum
– Det känns roligt att ha varit med och hittat en så viktig pusselbit i mänskligt vetande. Det är precis det som driver mig i mitt jobb – att öka människans kunskapsmängd och vidga förståelsen för hur universum fungerar.Pusselbiten, Higgspartikeln, har länge saknats för att den rådande teorin om universum, den så kallade standardmodellen, ska fungera.
Men Roderik Bruce sörjer inte att själva CERN inte fick någon egen del i priset, trots att partikeln aldrig hade hittats utan institutets forskare.
– Det är tusentals forskare och fysiker vid både experimenten och acceleratorerna som arbetat mot samma mål under många år. Även om det vore roligt att få ett 10 000-dels Nobelpris så är det kanske inte realistiskt, säger han och skrattar.
Roderik Bruce är uppväxt i Järvsö i Hälsingland och hamnade i Linköping när han började läsa till civilingenjör i industriell ekonomi.
– Ganska snart upptäckte jag att det var matematiken som fångade mitt intresse och inte ekonomin. Efter att jag gjort lumpen ett år så sökte jag i stället teknisk fysik och elektronik med internationell inriktning – jag kände direkt att jag hamnat rätt.
Exjobb på CERN ledde vidare
När det var dags att söka exjobb slängde han iväg en ansökan till CERN på vinst och förlust efter tips från en kompis – och blev antagen precis dagarna innan han tänkt tacka ja till en plats på FOI i Linköping.
– Jag undersökte hur mycket energi som frigörs i LHC:s magneter när de värms upp av en jonstråle, och hur varma de kan bli utan att påverka strålen.
LHC är kanske mest känd för att ”krocka” protonstrålar, men många experiment görs också med jonstrålar.
Roderik Bruce blev sedan kvar och doktorerade på CERN. Avhandlingen ”Beam loss mechanisms in relativistic heavy-ion colliders” vann American Physical Societys pris för årets bästa doktorsavhandling i världen inom acceleratorfysik.
Nu började det kännas svårt att lämna den varierande och utmanande forskaratmosfären och åka tillbaka till Sverige. Han blev kvar som postdoc och sökte sedan, och fick, en tjänst som forskare – vilket för oss tillbaka till LHC:s kontrollrum och Roderik Bruces vardag idag.
Här, i det mäktiga kontrollrummet fullt med datorskärmar och med panoramafönstren mot de franska Jurabergen har han tillbringat tusentals timmar. Hans arbete har till stor del gått ut på att se till att de protoner och joner som börjar avvika från LHC:s strålbana styrs och tas om hand om av kollimatorer, ”sköldar”, på ett säkert sätt.
– Träffar de i stället magneterna som styr strålen, så inträffar en ”quench”.
En quench innebär att magneterna värms upp och tappar sin supraledande förmåga. Det räcker med att en väldigt liten del av partiklarna kommer på avvägar för att orsaka en quench. Det var det som hände 2008, vilket resulterade i att sex ton helium läckte ut i tunneln och orsakade skador som tog drygt ett år att reparera.
– Hela partikelstrålen i LHC har lika mycket energi som ett X2000-tåg som kör i 170 kilometer i timmen men är tunnare än ett hårstrå. Så utan kollimatorer skulle vi inte kunna köra LHC, säger Roderik Bruce.
”Egentligen vansinnigt att det fungerar”
Hans arbete har bland annat inneburit att det riskfritt har gått att öka kollisionsfrekvensen med mer än det dubbla – vilket bidragit till att arbetet med att samla data kring Higgspartikeln gått fortare än väntat.LiU magasin tar tillsammans med Roderik Bruce hissen 94 meter ner i marken till CMS, en av de fyra detektorerna i LHC där partikelstrålarna kolliderar. Här råder en febril aktivitet – trots att själva acceleratorn är avstängd. Nu uppgraderas den för att 2015 klara att frontalkrocka motsatt riktade protonstrålar med energi upp till 7 biljoner elektronvolt per stråle, totalt 14 biljoner TeV. Hittills har LHC bara körts med halva den planerade maxenergin.
De högre energierna innebär att Higgspartikeln kommer att visa sig oftare. Eller ”visa sig” är en sanning med modifikation. Det forskarna kan se i detektorerna är spår av Higgspartikeln, de partiklar som Higgs sönderfaller i.
– Det är det som gör det här så spännande och oförutsägbart. Det är som att leta spår i ett ymnigt snöfall. Man kan se vad som troligtvis just gått förbi, men man kan inte vara helt säker, det kan vara någon som är väldigt lik. Men ju fler spår man hittar, ju tydligare de är, desto säkrare kan man vara på vem som lämnat dem, säger Roderik Bruce.
Partikelacceleratorn LHC omgärdas av superlativ. Det är den största och mest komplicerade apparat som mänskligheten har byggt. Med hjälp av helium kyls den ner till den kallaste platsen i universum. Partikelkollisionerna har den högsta energin som någonsin uppnåtts i laboratoriemiljö. Och i framtiden hoppas Roderik Bruce och hans kollegor på att hitta supersymmetriska partiklar.
– Men det märkligaste av allt är egentligen att den fungerar, ibland känns det helt vansinnigt.