Kjell Johnsen

Kjell Johnsen (født 11. juni 1921 i Meland kommune utenfor Bergen, død 18. juli 2007 i La Rippe, Sveits), var en norsk fysiker og professor ved NTH. 

Han tok artium ved Fana gymnas i 1941 og studerte til sivilingeniør ved NTH i Trondheim. Allerede i sitt doktorgradsarbeid ved Chr. Michelsens Institutt i Bergen studerte han de fysiske og matematiske egenskapene til ladde partiklers individuelle og kollektive bevegelser og deres akselerasjon.

Han ble av Odd Dahl fra Bergen og en av CERNs opphavsmenn valgt til å ta del i de innledende studier av akseleratorer for det fremtidige europeiske laboratoriet CERN i Genève. Han sluttet seg til CERN i 1952, to år før organisasjonen ble offisielt opprettet.

I mai 1952 hadde CERNs midlertidige råd bestemt at CERN skulle bygge en høyenergiakselerator etter modell av 2 GeV Cosmotronen ved Brookhaven (USA), men med energi 10 GeV. En ekspertgruppe ble satt sammen med Hannes Alfvén (Sverige), Odd Dahl (Norge), D.W. Fry (Storbritannia), W. Gentner (Tyskland), F. Goward (Storbritannia), Kjell Johnsen (Norge), E. Regenstreif (Frankrike), C. Schmelzer (Tyskland) og Rolf Widerøe (Sveits og Norge). I august 1952 dro Dahl, Goward og Widerøe til Brookhaven for å diskutere med Cosmotron-ekspertene, men ble i stedet presentert for en revolusjonerende og ny akseleratorteknologi som tidligere aldri var blitt utprøvd. Ved å benytte alternerende og meget sterke magnetfeltgradienter kunne man oppnå en mye bedre fokusering av partikkelstrålen og derved mye høyere partikkelenergier for samme magnetmasse. Odd Dahl lot seg ikke be to ganger, og etter diskusjoner med oppfinnerne Ernest Courant, Stanley Livingston og Hartland Snyder, bestemte han seg for at dette skulle bli CERNs nye akselerator. Om dette lykkes, ville CERN få verdens sterkeste og mest avanserte akselerator, noe som ville gi det nye laboratoriet et forsprang i startfasen i forhold til de andre store akseleratorlaboratoriene.

Odd Dahl klarte å overtale CERNs råd som i oktober 1952 besluttet å bygge en slik akselerator, en Proton Synkrotron (PS) på ca. 30 GeV.

Et av hovedproblemene var at de meget sterke magnetfeltgradientene, krevde at både magnetkonstrukjonen og plasseringen av magnetene måtte utføres med en presisjon som overgikk alt man tidligere hadde forsøkt. Det var under arbeidet med den nye akseleratoren at Kjell Johnsen utviklet seg til å bli en av verdens fremste eksperter, og hans bidrag var av vesentlig betydning når CERNs PS kom i gang mot slutten av 1959. Det var først ni mnd senere at Brookhaven fikk ferdig sin nye maskin basert på det samme konseptet. PS er fremdeles CERNs arbeidshest nr. 1 og fungerer nå som injektor i kjeden av større akseleratorer, og PS-teknologien er nå brukt i alle større akseleratorer.

I 1966 bestemte CERN å bygge en dobbel protonring, kalt ISR, der protonene sirkulerer i motsatte retninger og blir brakt til å kollidere front mot front. En slik maskin ville gi muligheter til å nå opp i mye høyere kollisjonsenergier enn det som kunne oppnås i andre akseleratorer. Kjell Johnsen påtok seg lederansvaret for prosjektet, som ble fullført med suksess i 1971. Dette var lenge den eneste akseleratoren av sitt slag i verden, men ble senere etterfulgt av andre både på CERN og ved andre laboratorier. Med denne suksessen  var det klart at Europa og CERN var i ferd med å vinne tilbake hegemoniet i akseleratorbasert fysikk; ikke bare kunne man nå ved CERN drive forskning ved høyere kollisjonsenergier enn noe annet sted, men teknologiutviklingen i forbindelse med ISR dannet grunnlaget for senere akseleratorer både ved CERN og andre laboratorier. Det var dette som gjorde det mulig for CERN 10 år senere å bygge sin første maskin med kolliderne stråler av protoner og antiprotoner, og som førte til oppdagelser belønnet med Nobels fysikkpris i 1984 til Carlo Rubbia og Simon van der Meer.

Forsknings- og utviklingsarbeidet i forbindelse med PS og ISR er grunnlaget for at CERN nå er i ferd med å avslutte bygging og installering av en ny protonakselerator, med kolliderende stråler der partiklene har energier på 7 TeV, 230 ganger høyere enn ISR, og som gjør dette til den ledende akseleratoren i verden, for mange år fremover.

I 1990 ble Kjell Johnsen belønnet med Robert R. Wilson prisen  for akseleratorfysikk.

Norge, som aldri har hatt en egen tradisjon for akseleratorbygging, har fostret tre av verdens fremste pionerer gjennom alle tider: Rolf Widerøe er av mange karakterisert som opphavsmannen til de fleste typer akseleratorer. Odd Dahl, som ble gitt tilnavnet eventyrer og trollmann, hjalp Johan Holtsmark til å bygge Nordens første akselerator, en Van de Graaf-generator, ved NTH (1933–1937), og var den som presset igjennom hvilken akselerator CERN skulle bygge, og Kjell Johnsen var hovedansvarlig for at planene med PS og ISR i det hele tatt lot seg realisere.

Kjell Johnsen ble kalt til professor ved NTH og var også professor II ved Universitetet i Bergen. På CERN tok han initiativet til opprettelsen av den europeiske skolen i akseleratorfysikk der ingeniører og fysikere lærer avansert akseleratorteknologi som anvendes i så vel forskningslaboratorier som i industri og medisin. Han deltok også i et stort antall internasjonale komitéer, der hans faglige innsikt og internasjonale visjoner kom til nytte.

Referanser 

Norske fysikkprofessorer
Norske sivilingeniører
Kjernefysikere
Professorer ved NTH
Professorer ved Universitetet i Bergen
Æresmedlemmer av Norges Tekniske Vitenskapsakademi
Personer fra Meland kommune
Personer_tilknyttet_CERN
Alumni fra Fana gymnas
Alumni fra NTH