Prikken er en sverm av tusen milliarder protoner, kjernen i hydrogenatomet. Svermen er like bred som en tredjedels hårstrå. Den var på sin første prøvetur i verdens kraftigste partikkelakselerator da bildet ble tatt i august.

Onsdag i neste uke skal strålen av protonsvermer for første gang sendes gjennom hele den 27 kilometer lange akseleratoren, som heter Large Hadron Collider (LHC). Greier strålen å gå helt rundt uten problemer, kan protonsvermene begynne å kollidere med hverandre.

Kollisjonene gjenskaper mikroøyeblikkene etter Big Bang, universets begynnelse. Rundt 8000 forskere fra 80 land har forberedt sammenstøtene i 14 år. Prosjektet har kostet over 50 milliarder kroner. Målet er ny viten av like grunnleggende betydning som den Sir Isaac Newton, Niels Bohr og Albert Einstein forsket seg frem til.

Kanskje har protonkollisjonene ved foten av Alpene nøkkelen til aidsvaksinen og helbredende kreftmedisin. En gang i fremtiden.

Samarbeid. Forskerne utgjør et slags nerdenes FN, et globalt samarbeidsprosjekt med hovedsete i Cern utenfor den sveitsiske byen Genève. Cern er verdens største laboratorium for partikkelfysikk, vitenskapen om materiens grunnleggende bestanddeler.

Under den kalde krigen møttes forskere fra øst og vest på Cern. I dag møtes fysikere fra Iran og Israel, eller Pakistan og India, uten at Cern snakker så mye om det. De har et felles mål: mer kunnskap. Bare fire prosent av materien i universet er kjent. Hensikten med LHC-prosjektet er å flytte grensene for menneskets viten.

– Vi er på oppdagelsesreise inn i det ukjente, sier Sandaker.

Hektisk før start. Den 33 år unge fysikeren fra Universitetet i Bergen (UiB) er guide når Morgenbladet besøker Cern-landskapet. Det er overraskende åpent, fritt for sikkerhetssluser og kameraforbud. Ingen forskning på Cern er hemmelig. Ingen resultater blir patentert, noe milliarder av mennesker har glede av. Cern-forskeren Tim Berners-Lee oppfant for eksempel verdensveven i 1990 og gjorde informasjonshenting på internett mulig for alle og enhver.

Tunnelen 100 meter ned i bakken er stengt for besøk nå rett før protonreisens start. Det skyldes strålingsfaren. På bakkenivå sitter kloke hoder klistret til dataskjermene for å teste at magnetfelt, kjølesystemer og detektorer i undergrunnen fungerer som de skal. Stemningen er opprømt og selvsikker.

– Jeg har aldri vært med på et eksperiment som har vært bedre planlagt. Gjennomkjøringen 10. september kommer til å gå bra, og vi vil få protonkollisjoner i år, sier professor Steinar Stapnes (47), som kom til Cern første gang som hovedfagsstudent i 1984.

Protonbunter. Nå er Stapnes nestleder for Atlas, det største av de fire eksperimentene i LHC-prosjektet. 2000 fysikere fra 170 universitetsmiljøer i 37 land deltar i Atlas. De har konstruert en gigantisk sylinderformet maskin på størrelse med en åtteetasjers bygård nede i LHC-tunnelen. Protonstrålene møter hverandre og kolliderer inne i maskinen.

– 40 millioner protonbunter kommer inn i detektoren hvert sekund og kolliderer. Detektoren er som et stort digitalt kamera med en oppløsning på 100 megapiksler som tar bilder av partiklenes bevegelser. Du kan tenke deg hvilke enorme mengder data som blir samlet opp fra kollisjonene, sier Sandaker.

Eksistensielt. Det er ikke lett å fatte dimensjonene på LHC-prosjektet. Partikkelfysikerne beveger seg på den ytterste grensen av det vi kaller vitenskap. Det forskerne kan dokumentere og etterprøve. Deres mål er å tøye grensen.

På Atlas leter de etter partikkelfysikkens «missing link» – Higgs-partikkelen. Den er tyngre enn de fleste av de 16 hittil kjente elementærpartiklene og vanskelig å lage.

Mer energi og flere kollisjoner enn noen gang før er nødvendig for å oppdage den. LHC-akseleratoren har syv ganger mer energi enn akseleratoren som ble brukt til å oppdage en partikkel som heter top-kvark i 1995. Blir Higgs funnet, styrker det Standardmodellen, som forklarer hvordan materiens krefter og partikler fungerer sammen.

Utopisk mål. Kostnaden ved slik høyteknologisk, energikrevende og grenseoverskridende grunnforskning er mer enn nasjonale budsjetter kan bære. Derfor er Cern et ideal for internasjonalt samarbeid.

– Vi har et felles, litt utopisk mål, og vi ønsker å samle data med størst mulig effektivitet fra den best mulige detektoren for å nå målet. Det er helt umulig å få til det uten å samarbeide om ny teknologi. Men målet er jo ikke detektoren i seg selv, målet er ny fysikk, sier Stapnes.

Når dataene skal analyseres, starter nobelprisjakten. Stapnes er bekymret for at det gode samarbeidet på tvers av kulturer i LHC forvitrer.

– Nå går vi inn i en ny fase hvor nasjonale konstellasjoner sier at de ikke trenger å samarbeide lenger. Nå blir det mer konkurranse. Jeg håper vi greier å bevare den gode samarbeidsånden, sier Stapnes.

Den nye veven. Heidi Sandaker skal videre fra Atlas’ kontrollrom for å forelese om «the Solenoid Field in Atlas», et av magnetfeltene i detektoren. Alt går på engelsk, det er bare i Cerns kantine at arbeidsspråket er fransk.

Kantinen myldrer. Her møtes fysikerforeldre og barna fra Cerns egen barnehage til lunsj. Her møtes studenter og nobelprisvinnere. Morgenbladet møter noen av fysikerne som pendler mellom Cern og Bergen eller Oslo. De forklarer hvorfor LHC-prosjektet er viktig.

– Alle regner med at vi finner noe helt nytt, fastslår Alex Read, professor ved Universitetet i Oslo (UiO). Hans ansvar er å lage simulerte data for å teste ut verdensvevens andre generasjon, Grid. Så mye data vil komme fra LHC-prosjektene at Cern-forskerne har funnet opp Grid, en ny teknologi for å håndtere de massive informasjonsmengdene på internett.

Read forklarer at simulering bygger på teorier som er nettopp det – teorier. Det kan hende teoriene ikke stemmer med terrenget når fysikerne får gransket LHC-dataene.

– Det er som å bestige et fjell. Det kan hende det ikke er der lenger når du har kommet over en bakketopp, sier Read.

Supersymmetri. Den mest populære teorien om det ukjente kalles supersymmetri. Den handler om partikler vi ikke kjenner, og er ment å forklare det fysikerne nå kaller mørk materie.

– Galaksene ville ikke ha holdt sammen og liv ville ha vært umulig uten mørk materie. Jeg vil vite mer om nye partikler og mørk materie. Det er trist at vi bare kjenner fire prosent av materien rundt oss, sier Anna Lipniacka, professor ved UiB.

– De fleste av oss lever godt uten kunnskap om mørk materie. Hvorfor er dette viktig?

– Vi vet vi kommer til å oppdage noe og at det blir brukt, men vi vet ikke til hva. Dette er grunnforskning som er helt nødvendig for å drive annen forskning videre. Ny partikkelfysikk vil komme medisinen til gode, men det vil ta 10-15 år, sier Lipniacka.

Jo mer vi vet om materien, desto nyttigere kan den være for menneskeheten, mener forskerne.

– Vi legger et puslespill. Mye mangler før alle bitene om vår tilværelse er på plass, sier Farid Ould-Saada, professor ved UiO.

– Men er denne grunnforskningen verdt alle milliardene som brukes?

– Hvis du sammenligner med hvor mye som er brukt til krig i Irak, er det vel ingen tvil om at pengene er vel anvendt. Mye ny og nyttig teknologi er allerede laget under utviklingen av LHC. For eksempel er software produsert til Grid tatt i bruk av bilindustrien, sier Ould-Saada.

Norge og Cern. De tre professorene, opprinnelig fra USA, Polen og Algerie, er ikke imponert over grunnforskningens status i Norge.

– Den er mye lavere enn i Sverige, sier Lipniacka, som før Bergen jobbet i Stockholm. Hun peker på at det er gjevest å drive med petroleumsforskning i Norge. Grunnforskning uten klare, profittinnbringende mål, har dårligere kår. Ould-Saada mener Norge heller ikke utnytter sitt engasjement i Cern godt nok.

– Norges bidrag er større enn det vi får tilbake i form av studenter og nye forskere, sier Ould-Saada.

Bare 15 av Cerns 2544 fast ansatte er norske. Det er så urovekkende få at en norsk komité er nedsatt for å se på saken, forteller Jens Vigen, en av de 15. Han er sjef for bibliotek og arkiv, og har jobbet for Cern i 14 år.

– De nordmennene som gjør det bra i partikkelfysikk, blir ikke kjent i Norge. Tradisjonen i Italia er for eksempel helt annerledes. Der har de fysikkprogrammer på tv, og italienerne kjemper om jobber på Cern, sier Vigen.

Mangler forbilder. Steinar Stapnes er en av Europas mest talentfulle partikkelfysikere, har Cerns forskningsdirektør sagt til Vigen. Men han er altså ingen kjendis i Norge. Det var heller ikke Odd Dahl (1898-1994), enda han var med Roald Amundsen på Nordpol-ekspedisjon i 1918 som flyger og mekaniker.

Ekspedisjonens fartøy Maud frøs fast i isen, og det gjorde Dahl til fysiker. I to vintere i isødet gikk han i lære hos ekspedisjonens geofysiker, professor Harald Ulrik Sverdrup. Opplæringen må ha vært grundig.

– Dahl fikk tilbud om å bli Cerns første generaldirektør i 1954. Men han takket nei, han ville ikke flytte fra Bergen, forteller Vigen. Norge kunne for øvrig både hatt Cerns første sjef og hele laboratoriet på norsk jord.

– Rådet som forberedte etableringen av Cern tilbød i 1952 å plassere det i Norge. Men siden Stortinget var på ferie, kunne ikke Utenriksdepartementet foreslå et sted, ler Vigen.

Også Stapnes mener Norge bruker Cern for lite. Hvis man satset mer på naturvitenskap i Norge, kunne utbyttet fra medlemskapet vært større.

– Vi bruker ressurser på toppidrett i Norge for å gjøre folk gode, og vi kunne gjort det samme i forskning. Vi kunne hatt veldig sterke miljøer i partikkelfysikk på norske universiteter, men det er ikke politisk vilje til å skape slike miljøer, sier Stapnes.

Big Bang. Atlas-nestsjefen må av gårde for å fly til Hamburg, hvor han skal presentere den europeiske strategien for fremtidens partikkelfysikk. Cern har utpekt Stapnes til å lede strategiarbeidet. Sandaker har avtalt møte med en annen nordmann, Gaute Øvrebekk (29). Han jobber på fransk side av grensen med Alice, det andre LHC-eksperimentet Norge er med på.

– Jeg er eksperimentell kjernefysiker. Min kone er meteorolog, og når hun sier det i et selskap, vil alle snakke med henne. Når jeg forteller hva jeg gjør, blir det stille, ler Øvrebekk.

– Hva gjør du da?

– På Alice skal vi finne ut hvor vi kommer fra. Vi rekonstruerer det som skjedde så kort etter Big Bang som overhodet mulig, ved å la blykjerner kollidere i LHC. Det lager et mini-Big Bang som gjør at vi kan finne ut mer om partiklenes egenskaper ved starten av universet, sier Øvrebekk.

Sorte hull. Han er doktorgradsstipendiat ved UiB og pendler, som Sandaker, mellom Bergen og Cern. Blykjernene skal fare gjennom LHC når protonsvermene tar pause utpå nyåret en gang. I kontrollrommet for Alice pågår allerede hektiske forberedelser.

– Vi får færre kollisjoner, men de er mer komplekse enn i Atlas, sier Øvrebekk.

Det eksperimentelle i tittelen hans handler om at han gjør eksperimenter, mens andre tar seg av teoriene. Men er ikke kjernefysikk farlig? Det minner om atombombe og død.

– Kjernefysikk er nødvendig for å utvikle maskinene som brukes til MR-undersøkelser på sykehus og til den nye PET-teknologien i kreftbehandling, påpeker Øvrebekk.

Han ler av dem som har anklaget Cern for å sette kloden i fare ved å produsere sorte hull i eksperimentene. Kritikerne frykter at et sort hull skal vokse og sluke Jorden.

– De sorte hullene vi lager er mikroskopiske. Enkelte av de naturlige, kosmiske strålene vi er utsatt for, har mer energi enn det vi lager i LHC, og de lager antagelig sorte hull. Men vi er jo ikke blitt slukt av dem ennå, sier Øvrebekk.

Tidsmaskin. Sandaker og Øvrebekk er unge og briljante. De er langt fra forestillingen om åndsfraværende nerder fordypet i en tidsmaskin som skal bringe menneskene tilbake til et mikroskopisk øyeblikk for 13,7 milliarder år siden.

– Vi steller med grunnleggende filosofiske spørsmål. Vi har teorier. Men blir de ikke bevist, forblir de bare teorier. Og kan vi ikke bevise en teori, må vi forkaste den og begynne på nytt, sier Heidi Sandaker.

Risikoen er der. Kanskje Higgs-partikkelen ikke finnes, den som ifølge Standardmodellen gir de andre partiklene masse. Kanskje Standardmodellen må revurderes og teorien om supersymmetri er et bomskudd.

Forskere ved hundrevis av universiteter verden rundt kommer til å granske dataene fra LHC-kollisjonene. Jakten på Higgs blir intens, og den kan lykkes i 2010, mener Steinar Stapnes.

– Frem til da blir det en heksegryte av rykter, fastslår professoren.