Framtiden för svensk forskningsinfrastruktur – utkast - Vetenskapsrådet

utkast till långsiktig plan för infrastruktur, 9 maj 2006
Vidare vill man studera starkt växelverkande materia under extrema förhållanden av hög
temperatur och energitätheter. Teorin för den starka växelverkan, kvantkromodynamik
(QCD), förutsäger att kvarkar och gluoner är bundna i hadroner. I system med höga
temperaturer och höga energidensiteteter antas kvarkarna inte längre vara bundna utan fria att
röra sig över volymer där superkritiska förhållanden råder. I kollisioner mellan tunga
atomkärnor vid mycket höga energier förväntas en övergång från hadronisk materia till ett
nytt materietillstånd, det så kallade kvark-gluon plasmat, inträffa. Detta nya tillstånd var
rådande till några mikrosekunder efter Big Bang, därefter inträdde en kondensation till
hadronisk materia.
Det är denna typ av frågor som driver högenergifysiker att bygga och utnyttja nya
acceleratorer och detektorer. Experimenten hoppas kunna ge svar på, om inte alla, så i varje
fall några av ovanstående frågor.
Befintliga faciliteter
CERN är en europeisk forskningsanläggning för kärn- och partikelfysik i Genève, Schweiz.
Sverige har deltagit i detta europeiska samarbete allt sedan starten 1954. CERN håller för
närvarande på med färdigställandet av den nya partikelacceleratorn, LHC, som skall tas i bruk
sommaren 2007. LHC acceleratorn kommer att kollidera protoner och tunga joner vid
energier som hittills inte varit tillgängliga någon annanstans i världen. CERN kommer under
de närmaste 10-15 åren att vara centrum för världens högenergifysikforskning, och svenska
forskargrupper från KTH, LU, SU och UU är starkt engagerade i uppbyggandet av två av de
fyra experimenten kring LHC, nämligen ATLAS och ALICE.
DESY är en anläggning i Hamburg, Tyskland där personal från LU deltar i H1 experimentet
vid HERA acceleratorn. Gruppen har varit medlem i kollaborationen från dess start och har
gjort betydande insatser i uppbyggnaden av experimentet. Huvudsyftet med experimentet är
att studera strukturen av protonen genom att kollidera positroner och protoner men också att
studera fundamentala växelverkningar mellan partiklar och söka efter fysik bortom
Standardmodellen. Beslut har tagits av DESY:s ledning att stänga ner HERA-acceleratorn
inom de närmaste åren.
Fermilab är ett nationellt amerikansk laboratorium i Batavia, USA där personal från UU, SU
och LU deltar i D0 experimentet De svenska grupperna har finansierat uppbyggnad och drift
av delar av detektorn, men Sverige bidrar inte till själva infrastrukturen vid Fermilab. Det
vetenskapliga programmet i D0 fokuserar på exakta studier av proton-antiproton kollisioner
vid mycket höga energier, och de svenska grupperna deltar i detta internationella samarbete
som en förberedelse för ATLAS experimentet vid LHC.
Brookhaven är ett nationellt amerikanskt laboratorium i Upton, USA där personal från LU
deltar i PHENIX experimentet vid RHIC. Gruppen har varit medlemmar av kollaborationen
sedan dess start och gjort betydande insatser genom att designa, bygga, installera och operera
experimentets padkammare. Sverige bidrar inte till själva infrastrukturen vid Brookhaven.
Syftet med experimentet är att studera starkt växelverkande materia under extrema
förhållanden av hög temperatur och täthet genom att kollidera tunga atomkärnor vid höga
energier. Den svenska gruppen deltar i detta internationella samarbete som en förberedelse för
ALICE experimentet vid LHC.
Framtida ej beslutade projekt
Sida 16 av 88