Gamma? Tidsskrift fo r fysik Vinter 2006 Nr. 144 I WANT YOU FOR GAMMA

Transkript

1 Gamma Tidsskriftforfysik Vinter2006? Nr.144 I WANT YOU FOR GAMMA

2 Gamma Gammaergrundlagti1971ognansieresafNielsBohrInstitutet.Bladet udkommer4gangeomaretogfasgratisvedhenvendelsetilredaktionen.vi bederdogvorelsereomatafhente Gammapaenskole,etinstitutellervoreshjemmeside,hvismanharmulighed fordet. Redaktion: ThomasR.N.Jansson(TJ) KareHartvigJensen(KHJ) SanneHansen(SH) AndreasLemark(AL)(ansv.) KatrineRudeLaub(KRL) SiljaHeilmann(HE) Skribenter: JohnR.Nielsen(JRN) Adresse: Gamma NielsBohrInstitutet Blegdamsvej Kbenhavn Tlf: Redaktionstid: Sedenaktuelleredaktionstidpavores hjemmeside. Adressendring: Meddelestilpostvsenet,hvisman modtagergammaudenkuvert,ogtil redaktionen,hvismanmodtagerbladetikuvert.afbestillingermeddelesredaktionen.abonnementsnummer(talletbagefterf.eks.91646khc)bedes oplyst. Artikler: Vimodtagergerneartikler,debatindlgogkommentarer.Viforetrkker kommunikationover ogmanuskripterilatexellertxtformat,men MicrosoftWordogCorelWordperfect lermodtagesogsa. Eftertryktilladtmedkildeangivelse. ISSN NBI-trykoplag3000 OmForsiden UncleSamerblevetskiftetud medenalvorlignielsbohr,der vilhavefatigammaslsere. Illustration: Kari Bjerke Srensen Erratum: IKlausMosegaardsartikelfraGamma 142hardersnegetsigenfejlind.Til sidstiandetafsnit"ikke-linearitet"pa side33starder: Selvomdisseligningererpneog linere(ilsningsfunktionerne),saer sammenhngenmellemstralingsfeltet ogladnings-ogstrmtthederneganske uliner! Dennelinieskulleseudpaflgende made: Selvomdisseligningererpneog linere(ilsningsfunktionerne),saer sammenhngenmellemstralingsfeltet ogmaterialeegenskabernepermitivitet ogpermeabilitetganskeuliner!

3 Fortale Krelser enafdeinstitutionerrundtomilandethvorgammaligger.viforsger entendufardettilsendtmedposten,ellermaskeharsamletdetoppa Forhabentlighardettenummersforsidefangetdinopmrksomhed,hvad- medreferencetilenafartiklerneibladet.dennegangindeholderforsidendogogsaenopfordringtilvoreslsere,omselvatbidragetilbladet. somoftestatbringeenforsidemedenlidtsjovvinkelpafysikken,gerne vilfortlleandreom,kangammavreenglimrendemadeatfadet udtilinteresserede.duharmaskeetsjovtellersvrtproblemtilvores Harduetprojekt(1.ars,bachelor,speciale,Ph.Dellerandet)dugerne opgavesider,ellersprgsmalogkommentarertilentidligereartikel.vivil megetgernehrefrajerlsere-ris,ros,indlgogkommentarertilbladet havelysttilatbliveinvolveretidetredaktionellearbejde,sgergamma fantastiskeverdenmedandre,kandetvredetligenetoperdigvihar ogharetnogenlundekendskabtillatexogenlysttilatdelefysikkens ijeblikketogsanyeredaktrer.studererdupakbenhavnsuniversitet brugfor. Mennutilindholdetafdetteblad::: DenfrsteartikelerskrevetafSrenKynde,kandidatstuderendeved NielsBohrInstitutet,oghandlerommulighedenformikroskopiuden brugaflinser.dennsteerafmartinenghofradanmarksrumcenter, bladet,ogtilsidstrunderviaretafmednogleopgaver,derkannydes dermedpaklimaet.somaltiderderetparaktuellenyhederistartenaf ogintroducererlserenforsolensindydelsepaklodensskydkke,og medlidtpeberndderogglogg. Godlselyst Gamma

4 Nyhederogmeddelelser Cellerogokdyr (KHJ)ogSanneHansen(SH) VedAndreasLemark(KGCAL),KareHartvigJensen BIOFYSIK: derderesrejsesydpa.narokkenbevgersigitaktoverhimlenved vedhverenkeltfugliokkentilsyneladendeprcisthvaddeandrevil. Viharallebeundretsynetaffugleokkeomefteraretnardebegyn- seetparafderesnrmestenaboerogpadenmadendeudafhvor utroligtnok,pacelle-niveau.hvormanmaformodeatdestrredyrkan Dettesynkroniseringsfnomensesogsahosbla.elefanter,grshopperog, okkenbevgersighen,erdetikkeklarthvordanenkeltcellerklarer denneopgave. harudfrtenrkkeeksperimenter fraeotvosuniversitetetibudapest BalintSzaboogdenneskollegaer cellerbliveroftebrugttilatstuderehvordancelleryttersig,delmendefraguldskeskl.dennetype pakeratocytter,somercellerstamtigt,ogdelsfordideikkeersasarte overforhvilketmiljdebendersig fordidebevgersigrelativthur- petriskal,blevoptagetmedetvi- i.cellerne,derbefandtsigienlille deomikroskop(seguren).narden- sitetenafcellervarlavbevgedefigur1:(a)-(c):densitetafceller1.8,5.3, 14.7/100100m2.(d)-(f)hastifhedsfeltfra keratocytternesiguafhngigtafhi-a-c.skala:lngde{200m,hastighednandenitilfldigeretninger.efterhandensomcelledensitetengedes 50m/min sitetvar5cellerpr m2,ogoverdennebevgedecellerne begyndtedeimidlertidatudviseenkollektivopfrsel.denkritiskeden- tydeligtigrupper. 4potesenimodellener,atdermellemtogivnecellerertokrfterpa Szaboforklarerdennefaseovergangvedenganskesimpelmodel.Hy-

5 spil.enfrastdendedervirkerpakorteafstande,ogentiltrkkende Gamma144 Nyhederogmeddelelser dervirkeroverlngereafstande.imodstningtiltidligereforeslaede hastighed.meddennesimplemodelerszaboistandtilatreproducere modellerforudstterdenneikke,atdeenkeltecellerkendernaboens Kilder: [1] faseovergangenisystemet. [2] SuperSilicium SUPERLEDERE:Siliciumbliverofteforurenetmedborforatgredet KHJogKGCAL endsiliciumtilradighedforbindingmeddeomkringsiddendeatomerog strreend0,002%afdettotaleantalatomer.borharenelektronfrre tilenbrugbarhalvleder.mensjldenterforureningenmedboratomer siliciumatom.vedrumtemperaturkandissehullerbevgesigomkring, derkommertilatmangleenelektronvedbindingafetboratomtilet derforvilsiliciumforurenetmedborhaveetpositivtladethulhvertsted hvilketgrsiliciumforurenetmedbortilenp-typehalvleder.menttved detabsoluttenulpunktvilhullernevrebundetiorbitalertilborkernen. Manharlngevidstatvedenborkoncentrationpaomkring0,01%gav disseorbitalermulighedforenmetallignendekonduktivitet.mendethar hjerekoncentrationafboratomerforatseeektenafdet.fordisilicium ikkevretlykkesatlaveensuperlederafsilicium. normaltndigttilladerurenhederisinstruktur,blevforskernendttil ForskerefraFrankrigharnuprvetatforurenesiliciummedenendnu atbrugeenkraftigmetodekaldetgasimmersionlaserdoping.metoden enpulsetlaser.underhvertsmeltestadiebliveratomerfraborgassen smelterogklergentagendegangeentyndlmafsiliciumvedbrugaf tyndelmafsiliciumtildennestrknerogerstatterdervedoptil9%af diunderetindidentyndelmafsilicium.boratomernebliveriden siliciumatomerne.forskernefandtudafatnardetforurenedesilicium blevkletnedtilunder0,35kfaldtresistansenisiliciumetvoldsomtog Kilde:E.Bustarretetal,Nature444, (2006) detblevdervedsuperledende. SH 5.

6 Mikroskopiudenbrugaflinser SrenKynde Af arbejdetmedundersinpraktik. vedpaulschererinstituttetischweitz.herfortllerhanomdetemnehanhar ForfatterenerstuderendevedNBIogharvretpatremanederspraktikophold Resume terferensmnster,somkansespaenskrmetstykkevk.vedhjlp Naretobjektbelysesmedenkohrentlyskildevilderdannesetin- undvres.detharlngevretendrmforforskereatkonstruereet malteintensiteterafinterferensmnsteret.dermedkanlinserfuldstndig afcomputeralgoritmerkanetbilledeafobjektetrekonstrueresudfrade rontgenmikroskopsomudnytterdenkorteblgelngdeafrontgenstraling tilatopnaenekstremthjoplsningsgrad.detteharimidlertidvret besvrliggjortafatdetersvrtatlavenjagtigelinseridetteblgelngdeomrade.fremkomstenafkraftigekohrenterontgenkilderfrgrerontgenmikroskopimetoder,somf.eksdendervilblivebeskrevetidenneartikel,kanmulig- synchrotronstralinggivernuforhabningeromatlinselsebilleddannelses- Princippet Pagur1sesenlysstralesomafgrnsesafenblndeogbliverspredt pagrundafetobjekt.ienafstandzfraobjektetmalesintensitetenaf 6

7 Gamma144 SrenKynde detresulterendeinterferensmnstermedendetektor.lysfeltetiobjektetsplan(x;y)kanbeskrivesmedentodimensionelkompleksfunktion Figur1:Segurtekstunderafsnittet\Princippet" KX=2 enhedeninverslngdeogerlysetsblgelngde. O(x;y):Idetektorplanet(X;Y)betegnesfeltetmed ZXogKY=2 ZYerdirekteproportionalemedXogY;menhar D(KX;KY);hvor nemligenfouriertransformation. Dererenveldeneretmatematisksammenhngmelllem Oog D(KX;KY) Vedhjlpafdeninversetransformationerdetsaledesmuligtatregne D(KX;KY)=Ff O(x;y)g: stndigkendskabtilfeltetsudseendeidetektorensplan. sigtilbagetilfeltetsudseendeiobjektetsplanforudsatatmanharfuld- somermodulationenafppagrundafobjektet. skriverfelteti(x;y)planetnarderikkeernogetobjekttilstede,ogo(x;y) OkanbeskrivessomproduktetafetbelysningsfeltP(x;y)sombe- 7

8 Mikroskopiudenbrugaflinser Gamma144 δ kankunbestemmesmodulo2:materialeterdesudenlettereabsorberendehvilketfarblgens Figur2:Rektanglettnkesatindeholdeetmaterialemedbrydningsindeksn>1:Detbetyderatblgelngdenindeiboksenforlngesmedenfaktorn?1:Dettegiveranledningtilen faseforskel=2iforholdtilenblgesomikkebevgersiggennemmaterialet.faseforskel hvilketmaterialedeterlavetafoghvilkenform/tykkelsedethar. amplitudetilataftage.bemrkatetobjektsfase-ogabsorpstionsprolerbadeafhngeraf Detjegvilrefereretilsometbilledeafobjektetertoplotafhenholdsvis O=PO amplitudeao(x;y)ogfaseo(x;y)afdenkompleksefunktiono(x;y)= abningognuludenfor.detersamuligtatpropageredettefeltdenlille AOeiO:Belysningsfeltetforudsttesatvrekendt.Detkanforeksempel antagesatfeltetiblndensplanerenplanblgeindenforblndens afstandfrablndentilobjektet.(betegnetspagur1.) ttpa1erobjektetfuldstndiggennemsigtigt:j indikererao=0atintetlystrngerigennem. AObeskriverhvorabsorberendeobjekteter.IdeomraderhvorAOer Ofortllernogetomobjektetsbrydningsindeks.Lysetblgelngde Oj=jPj:Omvendt introduceresetfaseskift.segur2. 8ndrersigimaterialermedetbrydningsindeksforskelligtfra1.Dermed

9 Gamma144 Faseproblemet SrenKynde dehastigtsvingendelysblger.denalmindeligemadeatomgadettepa idetdetkunermuligtatmaleintensiteteni=a2dogikkefasendaf Detereksperimentieltumuligtfuldstndigtatbestemme D=ADeiD; ervedatanvendeeniterativmetodeafflgendetype: (x;y)?! (1) (4)" (KX;KY)=Aei 0(x;y)? 0(KX;KY)=ADei #(2) (3) ertransformerditgtogopnaenkompleksfunktionaei:dennefunktion angiverhvordaninterferensmnsteretafditgtvilleseud.(2)erstatamplitudenamedamplitudenafdetmalteinterferensmnsterad=pi: Startiverstevenstrehjrnemedetvilkarligtgt pa O:(1)Fouri- ttterepadenrigtigefunktion (3)Foretageninversfouriertransformation.Resultatet nrmeredenrigtigelsningiandeniterationerdetimidlertidndvendigt Oenddetoprindeligegt.Foratkomme 0skullenuvre attilfjeekstrainformationomobjektetsbeskaenhed.detkunneforeksempelvreatdetvaretrentfaseobjekt,dvs.detergennemsigtigt.isrektionen faldvilleamplitudenvrekonstantiheleobjektetsplan.(4)udfrkor- mulig,mensa opstilletforobjektet.(f.eksj 0! opfylderallefysiskebetingelsersomvipaforhandhar saledesatafstandenmellemdetofunktionerermindst (4)oghabpakonvergens. Deterklartatmetodenssucceserbetingetafomdenekstrainformationtilfrti(4)ernoktilatopvejedenfuldstndigemangelpaviden omfasefunktionendogdeternaturligvisenbegrnsningafdensan- j=ao=konst:)(5)gentagtrin(1)til vendelighedatdeterndvendigtpaforhandathaveomfattendeviden9

10 omobjektetsudseende.deterdesudenvanskeligtatbevisematematisk Mikroskopiudenbrugaflinser Gamma144 omprocessenvilkonvergereellerejietgiventtilflde. PIE gendepunkter,atmantilladerobjektetatkunnebevgesigi(x;y) Envsentligforbedringafdeiterativemetoderharfaetdetmundrette navnptychographiciterativeengineellerbarepie[1,2,3].detsprin- planetsomantydetmeddobbeltpilenepagur1.tosmamotorerytterobjektetrundttiletntmasketgitterafpositioner.vedhverpositionoptagesinterferensmnsteretveddetektoren.afstandenmellemto belysteomraderafobjektet.hvisblndeneksempelvisharendiameter nabopositionerskalvresattatdereretbetydeligtoverlapmellemde pa400m,vilenpassendeafstandvre100til150m:kortfortalt gennemfrermantrin(1)til(3)idenovenforskitseredemetodeunder brugafdedata(interferensmnsteret)someropsamletvedfrsteobjektposition.pagrundafoverlappetharmannuetgtpahvordanen udgangspunktforendnuengennemgangaftrin(1)til(3),mendenne delafdetbelysteobjektvedpositiontoserud.dettegtbrugessom gangkorrigeresitrin(2)meddataoptagetvedpositionto.narman harvretallepositionerigennemstartesforfra.detteereniteration. detsammeomradeafobjektetradesbodpadetmanglendekendskabtil Fordimanpadennemadeharereuafhngigedatastsombeskriver fasenidetektorplanet. Eksperimentet HvorforvirkerPIE?Hvormegetoverlaperndvendigtforatsikrekonvergens?Hvorvigtigterdetathaveprcistkendskabtilbelysningsfunktionen?Dermanglerendelteoriforatbesvaresadannesprgsmal. IndtilnuerderkunudfrtetenkeltforsgmedrontgenstralingvedPaul SchererInstituttetiSchweiz[4].Selvommanikkeligeharsinegenpartikelacceleratortilatproducerekohrentsynchrotronstraling,kanman 10 dogsagtensforskeifaserekonstruktionsalgoritmeralligevel.billedernei

11 hvormandannertredimensionellebillederudfratvrsnit. Amplitude 1 Fase π Gamma144 gur3erlavetmedlysfraenalmindelighelium-neonlaseroginterferensmnstreneeroptagetmedetccd-kamera.objektetblevyttetrundt SrenKynde gresafenalmindeligpcpaunder10sekunder.pagur5sesdetat af441fouriertransformationerog441inversetransformationer.dettekan til21x21forskelligepositioner,saeniterationirekonstruktionenbestod kopkaepadentiddettageratdanneetbrugbartbillede.dettegiver mereend10til100iterationer.mankanaltsadarligtnaatdrikkeen metodenkonvergerersahurtigtatdetknaptgivermeningatforetage mankanscannestoreomraderforatndeenlilledetaljeogtomogra, forhabningeromatmetodenvilkunnebrugestillivemikroskopi,hvor 2 2 Figur3:Amplitude-ogfaseprol(faseiradianer)afenuevinge.Billederneerrekonstrueret udfra441interferensmnstrevedhjlpaf100pie-iterationer.objektpositionernedannedeet 0 π pa300m:detektorendkkedeenvinkelpa70mrad,hvilketgiverenoplsningpa7m kvadratiskgitterpa21x21punktermed100mmellemhvertpunkt.blndenhavdeendiameter mm mm Konklusion DefrsteeksperimentermedPIEharvistsigmegetlovende.Derer bliverrealiseretmedrontgenstraling(0:1nm).detteforskesder gelngdeskala.dettebliverselvflgeligfrstrigtiginteressantnardet teoretisksetingenhindringforatopnaenrumligoplsningpabl- ipalivetlsblandtandetpacsaxs'coherentsmallanglescattering beamline'papaulschererinstituttetsomgiverideellebetingelserfor 11

12 Mikroskopiudenbrugaflinser Gamma144 Figur4:Fotoafuevingentagetgennemetkonventioneltmikroskop Figur5:Fejlsomfunktionafiterationsnummer.Normaliserettil1vedfrsteiteration.Fejl- 0.4 funktioneneretmalforforskellenmellemfouriertransformationenafbilledetogdetmaltein- terferensmnster eksperimentersomkrverfuldstndigkohrentstraling. Iteration number sionermedetsynsfeltpa100mikrometerogoplsningnedtilnoglefa vrktjindenfordebiologiskevidenskabertilbilleddannelseitredimen- Detultimativemaleratudvikleinterferensmikroskopitiletstandard- nanometer. Litteratur [2]H.M.L.Faulkner,andJ.M.Rodenburg,Phys.Rev.Lett.,93,023903/1(2004) [3]H.M.L.Faulkner,andJ.M.Rodenburg,Ultramicroscopy,103,153(2004) [1]J.M.Rodenburgetal.,Ultramicroscopy(2006),doi: /j.ultramic [4]J.M.Rodenburg,A.C.Hurst,A.G.Cullis,B.R.Dobson,F.Pfeier,O.Bunk,C. 12David,K.Jemovs,andI.Johnson"HardX-raylenslessimagingofextended objects"submittedtoopticsexpress(2006) Error

13 Skyererfrarummet MartinBdkerEnghoff Af MartinerkandidatiatmosfriskmiljkemifraKbenhavnsUniversitetogarbejdernusomPh.D.-studerendepaDanmarksRumcenterhvorhaneksperimentelt undersgersammenhngenmellemkosmiskestralerogklimaeekter. Mlkevejen.OverhalvdelenafJordenerdkketafskyer.Iklderen Hverthalvtredsindstyvendeareksplodererderenstjerneetstedi Resume underdanmarksrumcenterikbenhavnerderensyvkubikmeterplastikpose.flgmedgennemdennstehandfuldsiderogndudafhvad dissetretingharmedhinandenatgre. Baggrund Enoverraskendeopdagelseblevoentliggjorti1997.SatellitdataafJordensskydkkefra1980ogfremsaudtilatkorreleremeddengalaktiske kosmiskestraling-hjenergipartiklerfrarummetdergennemtrngerjordensatmosfre.galaktiskekosmiskestralererresterneafsupernovaerog bestarafladedepartikler(primrtprotoner)derslyngesafstedpakryds ogtvrsigalaksensmagnetfelterfrdeeftermillionerafarsrejsekommer tilvoresegetsolsystem.hermdesdeafetstortmagnetfelt-heliosfren Dadekosmiskestralererladedeafbjesdeafmagnetfeltet,derpaden -sombendersigomtrentrsgangeafstandenfrajordentilsolenvk. madefungerersomenslagsbeskyttendestralingsskjold.mendestraler derharhjestenergislipperstadigigennem;hersnakkerviistrrelsesordenengigaelektronvoltperpartikel.detilbagevrendestralerfortstter 13

14 Skyererfrarummet deresrejseognogleafdemnarfremtiltoppenafjordensttteatmosfre,hvordeviakollisionmedluftensmolekylermderderesendelige skbneogdanneretbrusebadafsekundrepartikler.nardissepartiklerrammerindimolekylerneiluftenkandefravristedemelektronerder igenkansttesigpaandremolekylerogpadenmadeskabeladningeri luften.denneprocessaaltsaudtil-paenellerandenmade-atpavirke mereheromsenere. dannelsenafskyeriatmosfren.hvordanstodoverhovedetikkeklart; Gamma144 tionermellemkosmiskestralerogskyer.efterhandensombedreogmere detaljeretdatablevtilgngeligtstoddetklartatdetikkevardettotale Denneopdagelseabnedeopforenrkkeafstudierindenforkorrela- skydkkederkorreleredebedstmenderimoddendelafskyernederligger undertrekilometershjde-delaveskyer,somdkkeromtrentdetkvarte afjordensoverade.hererdetgodtattalelidtomskyersklimaeekter.deesteharnokopdagetathvisviharendejligvarmsommerdag ogderdukkerskyeropsabliverdetkoldere.detskyldesselvflgeligat stralerkandegredetsammevedjordenslangblgededitto.envinternatudenskyerervsentligkoldereendenoverskyet,netopfordiskyerne eektdererdendominerende-parasollenellerdynen-kommeranpa nedklendeeekt?ikkehelt.ligesomdekanreekteresolenskortblgede skyernereekterersolensstralersomenparasol.saskyerharaltsaen idettetilfldevirkersomenformfordynederholderpavarmen.hvilken projektetearthradiationbudgetexperimentforsgteatkvanticerede erefaktorer,sasomomskyerneertykkeellertynde,hvilketunderlag forskelligeskytypersstralingseekterogkomfremtilatnetopdelave deerover-f.eks.skov,havelleris,ogendeligskyerneshjde.satellit- skyerhavdeenmegetstrkafklendeeektsaledesatselvmindrendringeridetlaveskydkkevilkunneafstedkommebetydeligndringer iklimaet. miskestraler(udoverdemderforarsagesafsolsystemetsvandringgennem sentligstrrehvisderrentfaktiskerndringerimngdenafdekos- Altdetteermgtiginteressantmenrelevansenbliverselvflgeligv- mekanismetilndringerimngdenafgalaktiskekosmiskestralerpa galaksensspiralarmehvormngdenafstjernerderfdesogdrerbetydeligtstrre,mendeterenandenhistorie).ogdeterder.denprimre 14

15 Gamma144 JordenharfaktiskikkenogetmedsupernovaeratgremenderimodHeliosfren-detstoremagnetskjoldfraSolen.Styrkenafdettereguleresaf MartinBdkerEngho denstoregulepletsaersolennardetkommertilstykketvirkeligenaktiv ftter.densmagnetfelterikonstantudviklinghvorsammensnringeraf Solensaktivitetogmodsatdetbilledemanfarvedbareatkiggeoppa cyklusforsolensaktivitetvareromtrent11ar-jomereaktivsolenerjo feltlinjerogmasseudladningererhyppigefnomener.dendominerende korterevarercyklussen.deterdennecyklus,sommannemtgennderide maleserierforkosmiskestralerderndesrundtomkringpajorden,som manfandtudafkorreleredesasmuktmeddelaveskyer.klimamssigt temikkekannaatreagereordentligindenforsakortenarrkke.det erdennecyklusdogikkefrygteliginteressantdadetstoretungeklimasys- dervirkeligbatterertendenseroverlngeretidsskalaer.deterklartat sigpastortsetalletidsskalaer:frastorepartikeludladningerdervarerfa dererbasisforattingenendrersigoverlngeretid-solenudvikler dagetilndringerhenovermillionerafaritaktmedatsolensbrndstof brugesop.hvisdervarnogetomsnakkenburdedissetendensersaogsa kunnegenndesiforskelligeformerforklimadata. da11-ars-cyklussenermegetdominerendeogmalingernekunstrkkersig malingerfrastartenafsatellitalderenengangibegyndelsenafrserne.og Ligemedskyerneerderdogdetproblematmankunhargodeglobale denser.angaendekosmiskestralerharmanmalingertilbagetilomkring halvtredserne,sadeterensmulebedreomendikkemeget.derndes overtomaksimaogtominimaerdetmegetsvrtatseoverordnedeten- skaberkulstof-14,dernormaltbrugestilatdaterefundfrafortiden.sa selvflgeligandretingmankankiggepaforatfaenideomhvordan vedatsepamngdenafkulstof-14tilbageitiden,lagretf.eks.iiskerner, tingeneharvretfritiden.deterforeksempeldekosmiskestralerder kanmanfaenideomhvordanstralerneharvrettidligereogdeter VedatkiggepalignendeindikatorerforfortidigtklimaharmansammenlignetdenkosmiskestralingmedbegivenhedersomdenLilleIstid,der pasammenhng.mangestudierharundersgtdekosmiskestralersind- fandtstedi talletogandrelignendehndelserogfundettegn virkenpaklimaetbademedhenblikpafortidenognutiden,hvilkethar gansketydeligtatpadissetidsskalaererderbetydeligelangtidstendenser. 15

16 Skyererfrarummet medfrtendelophedetdebat.forhvisdekosmiskestralerstyrerskyerneogdermedklimaetbetyderdetsaatdenglobaleopvarmningikke ervoresskyldmenbareennaturligvariation?sanemterdetselvflgelig Gamma144 skullevreenenkelttingderstyrerhelesystemeterenoversimplicering ganskekomplekstogderndesmangefaktorerderspillerind-atdetkun ikke,selvomdetvillevresknthvisdetvar.klimasystemeternemlig dererfristendemenforkertatlave. iteorien.derforblevdetbesluttetatlaveeteksperimentderkunne atkiggepakorrelationerforatfabe-ellerafkrftetomdervarhold Paettidspunktblevdetklartatmanvarndttilatgavidereend DanmarksRumcenterkommerindibilledet. undersgedet.ogdeterheratdenstoreplastikposeiklderenunder Heleideenmedatlaveeksperimentereratefterlignenaturligeforhold Eksperimenter atmosfre?frsterderdetmedatmosfren.tildetformalblevder mentderskalundersgeindydelsenafstralerfrarummetpajordens underkontrolleredeomstndigheder.sahvordanlavermaneteksperi- fremstilleten7kubikmeterposeafmylarogteon,derhardenegenskab forholdogmanderforhelstvilundgamrkeligeoveradeeekter.indi erfremragendedaatmosfrenikkeharsastortetoverfalde-til-volumen atoveradenertemmeligafvisendeoverforfremmedmateriale,hvilket dennekanderlukkesrenluft,hvorefterrelevantegasseripassendekoncentrationerkantilsttes.sprgsmaletomhvaddererrelevantmelder sigderefterhurtigt.hvordanskydraberegentligblivertilerikkeheltfastlagt.atvandaleneikkeernokerdogheltsikkert-hvisvandskulledanne per31047arperkubikcentimeterluft.srligtfolkderboridanmark partiklerheltafsigselvsavilledetskemedenhastighedpaomtrent1 Svovlsyreerutroliggodttilattiltrkkevandmolekylerigasfasenog ermedtilatgreheledenneprocesmereeektiversvovlsyre(h2so4). harnokopdagetatdetskernogethyppigere.detmolekylemanmener mangesvovlsyremolekyleriluftenkandisseklyngervokseopogblivetil dannerdermedsmaklynger:(h2so4)m(h2o)n.hvisderertilstrkkelig 16

17 Gamma144 egentligeskydraber,primrtbestaendeafvand-mensvovlsyreneraltsa MartinBdkerEngho spndendekemiderfrertildannelsenafsvovlsyren: erensmuleomstndig.utravioletlysfrasolensttergangienrkke essentielpadettidligestadie.madensvovlsyredannespaiatmosfren 1:O3+hv!O(1D)+O2 4:HSO3+O2!SO3+HO2 3:OH+SO2!HSO3 2:O(1D)+H2O!2OH 5:SO3+H2O!H2SO4 KortfortaltbetyderdetatozonbliverfotolyseretafSolen(1),hvorefter 6:mH2SO4+nH2O!(H2SO4)m(H2O)n detsuperreaktivemolekyleohbliverdannet(2)ogreagerermedso2 (somerbadenaturligtfremkommendeogmenneskeskabt)hvilket,viailt ogvand,blivertilsvovlsyre(3-5),somdannerdefromtalteklynger,der nardeopnarenvisstrrelsekaldesforaerosoler(6).ogdeteraltsa denneproces,somdeelektriskeladninger-ioner-skabtafsupernovaer, kendtemngder.sollysetklaresvedatlade7storeuv-lamperlyseind mistnkesforatgrelettere. gennemteonen.ogdermedkanderlavesaerosoler. Saudoveralmindeliglufttilsttesdervand,ozonogSO2tilposeni nedeienklder.sadenaturligtforekommendestralersrgerforenbaggrundsproduktionafionerikammeretpaomkring3perkubikcentimeter deoveraltiforvejenogladersigikkehindreafateksperimentetstardybt Mendererogsaligedetmeddekosmiskestraler.Heldigvissandes persekund.deterdogikkesrligspndendemedeksperimenterhvor nogetderkanstyremngdenafdem. ngleparameteren,idettetilfldeionerne,erkonstant,sadererbrugfor gammakilderblevsatpahverderessideafeksperimentetogvedhjlp midler.radioaktivstralingionisererogsagasmolekylerganskent,sato DaSolensmagnetfeltikkeersanemtatmanipuleremamantytilandre 20gangehjere,hvilketsvarertilhvadmannderica.40kilometers kontrollerestilatvrealtfradennormalebaggrundogoptilomtrent afvarierendemngderafblykanstralingenogdermedionproduktionen 17

18 Skyererfrarummet Gamma144 Figur1:BilledetviserdeneksperimentelleopstillingiKbenhavn.Denblavgerforsidentildenkassederindeholderdenfamseplastikpose.Monteretpaforsidenerdiverse brugestilatindfredebenyttedegasseriderigtigemngder. detektorerdererforbundetmedposensindre.desudensesgashandteringssystemetder padetteproblemblevatstilletostoreelektroderindeiposensaderkan detkrveretparalperatstoppedenkosmiskestralinghelt.lsningen hjde.deterstraksnogetmerebesvrligtatskruenedforionerne,da stteshjspndingpa,hvormedderopstaretelektriskfeltsomsuger alleionerneudiengevaldigfart.ogdermedstareksperimentetklar. Resultater Udendestoreomsvbkandetafslresatresultaternevarpositive.Vedat aerosolerdannet.naraerosolerneindfandtsigpaetstabiltniveauog ionproduktionenblevndretvedhjlpafderadioaktivekildervardet tndeforuv-lamperneblevenkonstantmngdeafsvovlsyreogdermed ogmngdenafioner.detteresultatervigtigtisigselv,dadetserudtil atundersttteteorien:derernuentydeligeksperimentelsammenhng gansketydeligtatdervarendirekteproportionalitetmellemaerosoltallet 18 mellemaerosolmngdenogion-tallet.mendeterikkealt-derdukkede

19 Gamma144 ogsaenoverraskelsefremundermalingerne. MartinBdkerEngho brugttilatfjerneionerne.detvistesignemligatpartikelproduktionen kilderblevtndtsagikdetikkeheltsanemtnardetelektriskefeltblev Selvomdetvartydeligtatderkomerepartiklernarderadioaktive partiklerneforsvandt,menaldrigdemallesammen-hellerikkedafeltet forventet.snarerevardetsadanatjohjerefeltetvarjostrreendelaf ikkebarestoppedenarmansatteetfeltpa,sommanellerskunnehave naedeoppa12.000v/m.hvadskaldetsabetyde,forskulledetikke vresadanatfeltetfjernedeionerne? simalefelterdederkuniomegnenafetsekund.denneopdagelseantyder tabet.jostrrefelt,johurtigerebliverionernesugetudogmeddetmak- Ikkehelt,forfeltetfjernerikkeproduktionenafioner,detgerbare athvordanendionernehjlperaerosolernemedatblivetil,sagrdedet megethurtigt.ydermerepegerresultaternemodatdennemekanisme srgerforatdertilstadighedbliverproduceretenmngdeafbittesma aerosoler,mindreendhvaddeeksisterendedetektorerkanse.narsasolen disseopdagelsertyderpaatdeterenmegetrobustmekanismederertale dennepopulationkanvokseopogblivetildetekterbareaerosoler.begge (ellerivorestilfldeuv-lamperne)tndesdannesdersvovlsyrenoktilat om,somburdekunnefungereunderdeesteforhold. Fremtiden Erheleteoriensaeftervist,kunnemansprge.Nej,lydersvaret.Derer imentharundersgtogsaoptilskydraberimikrometerstrrelsenoget stadigetstykkevejfradeaerosolerpa3-20nanometersomdetteeksper- svarpahvorstoreektenerforklimaetkanikkeudledesafdisseresultater.mendeterabsolutetopmuntrenderesultatdernrmestkrver atderforetagesyderligereforskningpaomradet.ogdeteralleredepa bejdemedpartikelfysiklaboratorietcernogenrkkeandreeuropiske vejṡidelbendemedeksperimenterneikbenhavnforegarderetsamar- universiteteroginstitutter,meddetformalatkonstruereenmereavanceretudgaveafdetkbenhavnskeeksperiment-cloud-projektet.cern19

20 Skyererfrarummet harnemligenpartikelacceleratormedenergiersvarendetildengalaktiske Gamma144 atforberededettestoreeksperimentpacern(detskalstafrdigti kosmiskestralingsomerheltideeltileksperimentet.menstidengarmed godmulighedforatfaefterprvetdefrsteresultater.iskrivendestund mer,derdelskantjenesometforstudietilcloudogikkemindstsomen 2010)erdersaopstaetenmulighedforatfakonstrueretetmindrekam- erdettekammerblevetsamlet,eksperimentetkrerforfuldtblusogde frsteresultaterforventesisommeren arefteroentliggrelsen Litteratur afdenoprindeligeteori. [1]H.SvensmarkandE.Friis-Christensen:Variationofcosmicrayuxandglobal cloudcoverage-amissinglinkinsolar-climaterelationships,journalofatmospheric [2]K.S.Carslaw,G.R.HarrisonandJ.Kirkby:CosmicRays,Clouds,andClimate, andsolar-terrestrialphysics,vol.59.no11,pp ,1997.(denoriginale Science,vol298,29november,2002(Enudemrketoversigtsartikel). artikelomkorrelationenmellemkosmiskestralerogklima). [3]H.Svensmark,J.O.P.Pedersen,N.D.Marsh,M.B.EnghoandU.I.Uggerhj: ExperimentalEvidencefortheroleofionsinparticlenucleationunderatmospheric conditions,proc.r.soc.a,doi: /rspa ,publishedonline,2006 (ResultaternefraeksperimentetiKbenhavn). 20

21 ParadokserogOpgaver AndreasLemark(AL)ogKareHartvigJensen Vimodtagermegetgernelserbesvarelserafopgaverne,samtforslagtil (KHJ) (seadressepabagsiden).frsteindsendte,korrektelsningtilenafde stilledeopgaverbringesinstenummerafgamma. KaptajnKoldblodshyrmedathyre! afallevarkaptajnkoldblod,dermedsinbestningiarevishavdeplyndretdespanskehandelsskibetilstorfrustrationforkongen.nuhndte kanoner,ogderforsendtesderordudomathansgteennypirat(m/k) detatkaptajnenhavdemistetenenkeltafsinemndtilarmadaens denshavetyndt,oggjordelivetfarligtforderejsende.denmestdrabelige Formangehundrederafarsidensejledeblodtrstigepiraterdesyvver- blodpatanden(deknivekangodtvrelidtskarpe),fraheleklodenrejste numodkoldblodshemmelige,hvorhansskib'denenjedehavfrue'la isinbestning.rygtetspredtessomensteppebrand,ogallepiratermed foranker.efternogleuger,varenpropfuldmedpirataspiranter,ogkaptajnenbesluttedesigforatstartesgningen.hanvillekunudvlgeen blandtallepiraterne,mendetskulletilgengldogsavredendrabeligste tilkoldblodsskib,hvorhanudsattedemforalskensudfordringerog (hvordanhansavurderededrabeligheden,erenheltandensag). prver,derskullevisederesvrd.koldblodvardogennadeslskaptajn, Hansfremgangsmadevarflgende:enefterenblevpiraternesejletud forhvishanikketroededetvardendrabeligstepiratblandtallekandidaternehanhavdefatiligenu,blevvedkommendestrakssattilatga plankenud,ogdennstehabefuldeklovtilatprvelykken.sasnart hanmenteathavefatidenrigtigepiratblandtalleansgerne,blevresten (selvomdeikkeenganghavdefaetchancenforatbliveoptaget),straks 21

22 Paradokserogopgaver sendthjem,ogdenheldigekhyrepa'denenjedehavfrue'.kaptajnen Gamma144 valgtedennemetode,dahansagodtkunnelideatladefolkgaplanken tenveduheldigvisatladedenbedstegaplankenudfordihantroededer storrisikoforikkeatudvlgedenallerdrabeligsteblandtpiraterne-en- ud,menhankunneselvflgeligogsagodtsederpadennemadevaren villekommeenendnudrabeligerepiratsenere,ellervedatvlgeenpirat indendenbedstekandidatrentfaktiskhavdevretforbiendnu. derforatdenbedstestrategivillevreflgende:hvisdetsamledeantal pirataspirantervargivetvedn,villehanudvlgeenbrkdelafdem NuhavdeKoldblodheldigvisethovedformatematik,oghantnkte sighvordrabeligdenbedsteafdempiratervar.denallerfrsteblandtde (hankaldtedennebrkm),ogbrugesom'planketestere'.detvilsige hanuansethvadloddefrstemkandidatergaplankenud,mennoterede resterende(n-m),piraterhanstdtepa,dervarmeredrabeligendden drabeligsteitestgruppenblevnuvalgtsomdetnyebestningsmedlem. storenbrkdel(m),skalkaptajnenudvlgesomsinkontrolgruppeforat fadenstrstechanceforatndedendrabeligstepirat?oghvadbliversa Koldblodsproblemblevnu:LaddetsamledeantalpiratervreN-hvor hanssandsynlighedforatrammerigtigt?ladgernenvreetstorttal. 22

23 Gamma144 Enuldenopgave Paradokserogopgaver Laddervregivetetfar,ogladdettefargrssepaencirkulrmark FravoresittigelserTeisOleSchnipper(sterbro)harvimodtaget medradiusr.dennemarkantagesatvreomgivetmedethegnderer flgendeopgave.teisskriver: markensperiferimedetrebmedlngdenr.sprgsmaleternu,hvorlang uigennemtrngeligtforfar.ladfaretvrebundetfasttilenplppa rskalvreforatfaretnetopkangrssepahalvdelenafmarken? R r P 23

24 Afsender: Gamma NielsBohrInstitutet Blegdamsvej Kbenhavn Returneresvedvarigadressendring MAGASINPOSTB Nyhederogmeddelelser...s4 Fortale...s3 Mikroskopiudenbrugaflinser...s6 MartinBdkerEngho SrenKynde Skyererfrarummet...s13 Paradokserogopgaver...s21 Indhold...s24