FYSIK? JA, HVORFOR FYSIK? JEG HAR TÆNKT OVER DET

Transkript

1

2 FYSIK? JA, HVORFOR FYSIK? JEG HAR TÆNKT OVER DET IGEN OG IGEN, LIGE SIDEN JEG SOM 16 ÅRIG FALDT PLA- DASK FOR FYSIK, PARTIKLERNE OG DET STORE UNIV- ERS. IKKE NOK MED, AT JEG KAN HUSKE, HVILKET ÅR JEG FANDT UD AF, AT FYSIK VAR DET MEST SPÆNDENDE, MAN KUNNE FORESTILLE SIG, SÅ KAN JEG STORT SET OGSÅ HUSKE DEN DAG, HVOR DET GIK OP FOR MIG, AT DET VAR FYSIK, JEG VILLE LÆSE OG ARBEJDE MED MANGE ÅR FREMOVER

3 Jeg var lige fyldt 16 år, havde netop sagt farvel til min mors kødgryder i det dejlige Sydfyn og havde taget flyveren tværs over Atlanten for at bruge et år som udvekslingsstudent i Seattle i USA. Her stod jeg så langt væk hjemmefra. Skype, Facebook osv. eksisterede ikke, og jeg skal da indrømme, at efter en lille måneds tid begyndte hjemveen at komme snigende. Jeg havde valgt både fysik og matematik, og det skulle vise sig at være valg, der fik store konsekvenser for mit liv. Omkring en måned inde i fysikkurset havde vi været igennem Ptelomæus, Copernicus, Kepler, Tycho Brahe, og hvordan man gennem århundreder havde kæmpet med at få frembragt et verdensbillede, som passede med observationerne. Hvordan hang universet sammen? Jeg hørte for første gang, hvad mange af de store gamle tænkere og videnskabsmænd havde skabt af ny viden og indsigt. Og jeg må indrømme, at jeg var solgt - jeg slugte alt! For første gang havde jeg på fornemmelsen, at jeg rent faktisk FORSTOD, hvad der foregik. Jeg husker tiden som om, jeg nærmest fik aha -oplevelser til hver time. Vi gik videre til at snakke om Galileis faldlove og Newtons bevægelseslove, og jeg vendte mig aldrig om igen. Når jeg tænker tilbage, kan jeg godt undre mig over, at jeg skulle hele vejen over Atlanten for at finde ud af, hvad jeg ville. Selvom det nok er kombinationen af mange ting, var det essentielt, at vi havde en rigtig dygtig lærer, og at jeg også havde en masse venner, som elskede at diskutere. Og vigtigst af alt så fik jeg disse her aha -oplevelser jeg fik fornemmelsen af, at jeg efter hver time rent faktisk forstod en lidt større del af verden. Jeg har lige siden holdt meget af at læse populærvidenskabelige bøger. Jeg har været i- gennem masser af bøger af folk lige fra Stephen Hawking, Tor Nørretranders, Brian Greene, Lisa Randall, osv. Jeg har på fornemmelsen, at det ikke er mange forskere, der læser dem, men jeg må indrømme, at jeg synes, nogle er dem fantastiske. Jeg kan stadig blive dybt fascineret af populære fremstillinger af Einsteins relativitetsteorier og Niels Bohrs fortolkning af kvantemekanikken. Det er noget, jeg har gjort lige siden, jeg var 16 årig knægt, og noget som jeg virkelig prøver at fortælle mine egne studerende, at de også skal gøre. Jeg er ansat ved centeret CP 3 på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci, hos os arbejder vi meget med elementarpartikelfysik. Det vil sige, at vi gerne vil forstå, hvad de mindste byggeklodser i Hjerneblod 2/2014

4 Jeg er 34 år og er vokset op i Svendborg på det skønne Sydfyn. Jeg startede med at læse på Niels Bohr Instituttet i København, hvor jeg også tog min PhD. Under studierne læste jeg et semester på California Institute of Technology, og under min PhD havde jeg et 4 måneders forskningsophold på Stanford og et år på CERN. Efter endt PhD var jeg først post.doc i to år ved Yang Institute for Theoretical Physics og dernæst i to år ved Harvard University. Jeg er nu ansat ved centeret CP 3 på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på Syddansk Universitet. Jeg har igennem tiderne læst mange populærvidenskabelige bøger. En af de første bøger, som jeg læste i gymnasietiden var Tor Nørretranders s Det Udelelige. Her på det seneste har jeg læst nogle bøger af Brian Greene. Han har en fantastisk måde at skrive og forklare på. Han giver både en introduktion til relativitetsteorierne og kvantemekanik, men også de nyeste opdagelser og fremskridt. Jeg kan varmt anbefale fx The Fabric of the Cosmos. Lektor Thomas Ryttov universet er for nogle. Og specielt hvad den såkaldte Higgs partikel er for en størrelse. Alle de partikler, som vi indtil videre har set i vores eksperimenter, er samlet i en stor teori, som vi kalder for Standardmodellen. Standardmodellen beskriver, hvordan alle disse partikler vekselvirker med hinanden via den elektromagnetiske, den stærke og den svage kraft. Higgspartiklen står på mange måder lidt for sig selv. Dens fornemste opgave er faktisk at give andre partikler masse. Jeg kan huske, jeg var studerende, da jeg første gang hørte om, at Higgs partiklen skulle give de andre partikler masse. Jeg syntes, det lød som noget af det mest underlige og absurde. Hvorfor har alle partiklerne ikke bare en masse i forvejen? Hvorfor er der noget, som skal give dem en masse? Egentlig så forestiller man sig, at der er et konstant felt (Higgsfeltet) som gennemtrænger hele universet. Det er overalt i rummet. Uanset hvor vi er, så bevæger vi os gennem dette felt. Feltet har så en virkning på de andre partikler, således at de bremses op de bevæger sig langsommere end lystets hastighed, når de bevæger sig gennem feltet. Derfor vil vi se dem, som om de har fået masse. Der vil også være nogle partikler som fx fotonen, som ikke mærker Higgsfeltet. Fotonen vil derfor bevæge sig med lysets hastighed og ikke have nogen masse. Man kan også forestille sig, at man kan slå Higgsfeltet an; at man kan antænde det, eller at man kan sætte det i svingninger. En sådan antænding eller eksi- Besat af PartikelFysik

5 Standardmodellen Standardmodellen er en samlet teori for de fundamentale partikler og vekselvirkninger i universet - med untagelse af gravitation. Standardmodellen beskriver den svage, den stærke og den elektromagnetiske vekselvirkning, der er medieret af W- og Z-bosoner, gluoner og photoner - de betegnes derfor også som mediatorer. Mediatorerne er på den måde en slags kraftoverfører eller lim mellem fermionerne. Fermionerne er både leptoner og kvarker. F.eks. består protonen af to up-kvarker og en down-kvark. De tre kvarker i protonen er limet sammen af gluonen. I standardmodellen er fermionerne delt op i 3 generationer, hvor 1. generation er har den mindste masse, mens 3. generation har den største. Hjerneblod 2/2014

6 tation af Higgsfeltet forstår vi så som en partikel: Higgspartiklen. Det er denne Higgspartikel, man har ledt efter på det europæiske fysiske forskningscenter CERN igennem de sidste par år, og som man netop har fundet. Og det er ikke for meget at sige, at det er en kæmpe opdagelse, at man nu har påvist den eksperimentelt. Higgspartiklen blev forudsagt allerede tilbage i 60 erne. Så hvorfor har det taget alle disse år at finde den? Det viser sig, at det er umuligt at regne dens egen masse ud. Og hvis man ikke ved, hvor meget den vejer, så er det faktisk ganske svært at finde den, da man ikke ved, hvor man skal lede. Men netop det faktum, at man ikke rigtig kan regne dens masse ud, er noget som fysikerne ikke rigtig bryder sig om. Når man løber ind i sådan et problem, siger de, at teorien er unaturlig. Teorien og ligningerne er ikke særlig pæne, og man har svært ved at tro, at det skal være det sidste, der er at sige om universets mindste byggeklodser. Det har derfor været et af fysikernes største projekter i de sidste år at finde ud af, om der alligevel er mere i historien end bare Higgspartiklen. Kunne der vente noget nyt fysik og nye fænomener lige rundt om hjørnet, som så gjorde teorien naturlig og pæn igen? Det er de fleste enige om, at der må gøre! Men hvad det helt præcis skal På CP 3 prøver vi også at lave mange andre ting end lige fysik. Vi tror på, at nye banebrydende ideer bliver skabt, når vi slår hovederne sammen. Vi har holdt fodbold- og bordtennisaftener, og vi går ud og får en øl. Vi har netop lige været på et weekendophold i Sønderjylland på Sandbjerg gods. være, er der stort set ingen, der er enige om. Der har de sidste mange år været fremsat utallige nye teorier om, hvad man kan forvente at se. Alt lige fra såkaldte supersymmetriske partnere til de partikler vi allerede har set, nye ekstra rumlige dimensioner som vi bare ikke kan se, fordi de er for små, og nye fundamentale naturkrafter hvor Higgs en er sammensat af andre partikler (ligesom fx protonen og neutronen er sammensat af quarker). Alle disse forslag er som udgangspunkt kommet til verden for at kurere naturlighedsproblemet i Standardmodellen. Vi har på CP3 arbejdet intenst med mange af disse teorier, og har en stor gruppe af internationale forskere, der, ligesom mig, er dybt fascineret af universets små og store mysterier. Jeg har været på mange forskellige universiteter og forskningscentre rundt i verden, men jeg må indrømme, at CP3 er helt unik. Her er skabt et forskningsmiljø, hvor glæde, lyst og originalitet er det, som driver værket. Jeg kan kun sige, at det er lidt af en drøm at være her. Til alle jer gymnasieelever med en lille håbefuld forsker gemt i sig: Der er masser af uløste problemer og gåder, som kun venter på at blive løst. Og de venter blot på, at I kommer på sporet. Her på CP3 vil vi glæde os til forhåbentlig at møde jer, så vi kan komme tættere på en endnu dybere forståelse af universet og alle dets mysterier. Besat af PartikelFysik

7 Når jeg ikke lige lader mit sind forsvinde væk i fysik og matematiske ligninger, flyver tankerne ofte over Atlanten og lander i Alaskas vildmark. Jeg har været i Alaska og Canadas Yukon territorium flere gange, hvor turen er gået ned af forskellige floder i gummibåd eller kano. Vi er typisk blevet fløjet ud i en vandflyver og så haft et par uger til at komme ned af floden og blive samlet op igen. Det er jo i selskab med bjørne, elge og ulve. Det har givet mig de mest fantastiske oplevelser! Hjerneblod l 2/2014