Nyttige data er data som bor i (åpne) databaser

Noen ganger sier folk ting som gjør inntrykk. For noen år siden sa noen til meg at «enten får du dataene dine inn i en åpen database, eller så er det bortkastede data». Jeg ble mektig provosert, men etter en del diskusjon rundt temaet kom jeg fram til at han hadde ganske rett. Når man jobber med å fremskaffe kvantitative data, så er det langt mer sannsynlig at noen har nytte av dine funn hvis du deler det du har funnet ut på et standardisert format et sted hvor det er lett for andre å finne.

Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) støtter opprettelsen og drift av databaser for data som er nyttige for fredelige anvendelser av kjernefysikk. Jeg er stolt over å ha vært med på et IAEA-ledet prosjekt, «Coordinated Research Project on Photonuclear Data and Photon Strength Functions«, som har pågått over flere år. Til sammen har jeg og min kollega Therese Renstrøm hatt ansvar for å analysere data for hele 20 forskjellige isotoper. Disse resultatene blir nå brukt i arbeidet med databasen og det er jeg veldig fornøyd med. Datasettene jeg har analysert skal inngå i arbeidet mitt med prosjektet jeg har fått midler til fra Forskningsrådet, men det er veldig tilfredsstillende at disse dataene også havner i en åpen database alle kan bruke og vil komme samfunnet til gode i mange år framover.

Verktøy for visualisering av data

Enten man driver med teoretiske beregninger eller analyserer data, før eller siden får man lyst til eller behov for å kommunisere hva det er man driver med. Jeg finner aldri én favoritt innen visualisering og i denne bloggposten skriver jeg litt om ting jeg i større eller mindre grad bruker. Først et par greier som fungerer bra hvis du foretrekker c eller C++:

Klassikeren gnuplot

Allerede i 1986 ble gnuplot lansert. Det er et kommandolinjebasert program for 2D- og 3D-plot. Det er skrevet i c. Programmet har gått litt i glemmeboka hos mange, for det har omsider kommet mange konkurrenter og gnuplot har sin egen, litt sære, måte gjøre alt på. Likevel er gnuplot fremdeles noe av det mest allsidige som finnes (se galleriet for v5.2 her), og særlig hvis du vil lage interaktive plot. I tillegg virker det som gnuplot har vært inspirasjonen til mange andre pakker der ute og koden er distribuert under en ganske åpen lisens som innebærer at du kan videreutvikle til ditt eget behov (hvis du liker å holde på med sånt). Det finnes også mange måter å bruke gnuplot fra andre programmeringsspråk.

Tungvekteren ROOT

ROOT er mye mer enn et plotteprogram. ROOT er skrevet i C++ og inneholder store mengder verktøy som er nyttige når du arbeider med analyse av data. Verktøyet er utviklet på CERN og er det eneste jeg vet om som tillater deg å bruke C++ interaktivt (litt som python). Jeg har et elsk-hat forhold til ROOT. På den ene siden er det mye rart med ROOT. Det er i stor grad fysikere som meg som har utviklet alle bibliotekene (og hvis det ikke sier deg noe skal du bare være glad til) og ROOT arvet mye sært fra et gamle PAW: Physics Analysis WorkStation som også ble utviklet på CERN. På den annen side er det lite ikke-kommersielt som kan måle seg med ROOT hvis du vil ha mulighet til å kunne interagere med dine data på en (litt) pedagogisk måte. Dessuten er det ganske greit å bruke ROOT som et C++ bibliotek og lage uavhengige programmer hvor ROOT brukes til å lage grafisk brukergrensesnitt for analyse og visualisering. Så selv om det er mye jeg hater med ROOT kommer jeg stadig vekk tilbake.

Ellers er jo Python et sabla greit språk og det finnes mye kjekt til Python:

Matplotlib

Matplotlib er kanskje det første du lærer hvis du jobber med data og Python. Det er relativt lett å komme i gang med og du kan lage ganske pene plott ganske lett. ROOT er nok mer laget for oss som er avhengige av å kunne produsere figurer som passer til trykk, for jeg syns det er litt mer jobb å sørge for høy nok oppløsning og lignende fra Matplotlib, men det meste man lager av figurer er jo til eget bruk. Til dette er Matplotlib helt greit. Det har likevel ikke blitt noen favoritt hos meg. ROOT er bedre på tools og andre biblioteker gir vakrere figurer.

Estetisk vakre Seaborn

En tørr analyse blir alltid litt hyggeligere hvis figurene jeg lager er behagelige for øyet. Skal jeg gjøre noe kjedelig tar jeg fram Seaborn. Estetikk er selvsagt litt subjektivt, men jeg syns Seaborn vinner. Dette biblioteket bygger på Matplotlib og har mye av de samme begrensningene. Det er derimot ganske enkelt å gjøre sånt som å kjøre en regresjon på data du plotter og se regresjonslinjen sammen med data. Dermed syns jeg Seaborn slår Matplotlib både på estetikk og hvor praktisk det er i bruk.

Praktiske Pandas

Pandas er det nærmeste jeg kommer ROOT i analyse-tools i Python verdenen. Plages du med tidsserier? Pandas er veldig godt tilpasset visualisering av tidsserier og analyse av disse. Det er lett å kombinere Pandas med Seaborn, for eksempel. Det finnes dessuten en del andre fysikere som er tilhengere av Pandas og derfor finnes det flere små verktøy for å ta ROOT greier som data lagret i ROOT-trær og bruke det i Pandas. Kjekt. Hvis du er fanget i en ROOT-verden, men helst vil bruke Python og ikke C++ er dette kanskje løsningen for deg.

Bokeh

Bokeh er et søtt bibliotek for visualisering som gjør det litt enklere å interagere med data. I motsetning til de andre bibliotekene jeg har nevnt virker bokeh særlig godt tilpasset til å lage ting du kan vise fram fra en server. Enkle, ikke veldig interaktive plot, kan du lagre som html og lett vise fram. Fancy figurer hvor brukeren kan selv få fram histogrammer av datautvalg krever at serveren kjører bokeh-server. Det går veldig greit å starte en slik server på egen maskin, så det er kanskje ikke så vanskelig å få satt opp en webserver til å kjøre tjenesten. Hvis jeg en dag har data jeg virkelig virkelig vil vise fra til mange på en sånn måte, så kan det tenkes at jeg plager en sys.ad. til  bokeh-server er oppe og kjører.

Julia

Jeg oppdaget nylig Julia. Julia er et programmeringsspråk (med tilhørende biblioteker). Det er åpen kildekode og det er utviklet for «high performance» og analyse av store datasett. Visualiseringene er bare nydelige. I tillegg har språket medfølgende biblioteker for maskinlæring, modellering, verktøy for vitenskapelig beregning og parallell prosessering. Jeg tror Julia har alt jeg trenger og ønsker meg. Så hvis du ikke har funnet din favoritt enda, kanskje du burde starte helt nederst og teste Julia?

Åpen publisering og Plan S

Jeg er en av disse menneskene som har signert at jeg ønsker en konsekvensutredning av PlanS. Betyr det at jeg er motstander av Plan S? Slett ikke. Jeg har bare vært skeptisk til at noe så radikalt kan gjennomføres på bare ett år (innen 2020). Her er mine viktigste grunner til at jeg ønsker meg en verden der forskningsartikler ligger åpent ute og helst med creative commons lisens:

  • Folket betaler for forskningen, så folket bør ha tilgang. Andelen av befolkningen med mastergrad øker dessuten og det betyr at flere og flere faktisk vil være i stand til å forstå artikler innen fagfelt de er interessert i. I stedet for å måtte vente på at ny forskning skal finne veien til populariserte bøker eller lignende vil flere kunne dra nytte av forskningen med en gang rett fra kilden.
  • Hvem vet hvor neste Einstein blir født eller hvor hun studerer. Kanskje hun vokser opp i et fattig samfunn og bare har tilgang på biblioteker som har vansker med å skaffe abonnement på tidsskrifter. Selv om alle kan sende inn sin forskning til de tradisjonelle tidsskriftene, så er det vanskelig å publisere noe uten å vite hva andre har skrevet om et tema.
  • Informasjonsmengdene øker og det blir vanskeligere å navigere i informasjonen. Skal vi nøye oss med de tradisjonelle tidsskriftene som informasjonsfilter i en tid som byr på uante muligheter innen indeksering og automatisert tekstanalyse? Tidsskrifter som frigis med creative common lisens kan som regel også inngå i «data mining». Her ligger det store muligheter, gitt at de som vil arbeide med slikt for tilgang på tekstene. Tradisjonelle tidsskriftlisenser er ikke forenlig med å utforske forskningsartikler med automatiserte søk på samme måte.
  • Jeg liker gjenbruk. Selv om artiklene jeg skriver neppe er de som kommer til å ha størst praktisk nytte, så vil jeg gjerne at andre skal kunne bruke det jeg har laget.

I tillegg er jeg veldig glad i å bruke preprintservere som arXiv.org. Deling av arbeid der gjør at man raskere kan dele resultater/analyse/verktøy med andre uten at man må vente på at arbeidet blir fagfellevurdert og publisert i et tidsskrift. Bruk av preprintserver er ikke det samme som å publisere en fagfellevurdert artikkel åpent med en gjenbrukslisens, men tidsskriftene som er positive til delingskultur støtter også bruken av preprintservere.

Er fysikken fortapt i matematikken?

Tidligere i høst leste jeg ferdig «Lost in Math – How Beauty Leads Physics Astray» av Sabine Hossenfelder. Boken handler om hvordan forestillinger om skjønnhet og enkelhet kan være til hinder for at dagens fysikere stiller de rette spørsmålene og gjør følger de riktige sporene. Selv om Sabine Hossenfelder selv er teoretisk fysiker og skriver om fysikk tror jeg mange vil syns boka er spennende. Hun skriver levende om møter med andre teoretiske fysikere og utfordringene hun skisserer er ikke unike for fysikk. Enten man er enig eller uenig med hennes konklusjoner, så syns jeg boka er verdt å lese. Hun tar opp viktige spørsmål og gjør det på en engasjerende måte.

Forsiden til Kindle-versjonen av Lost in Math boka.

Forsiden til Kindle-versjonen av Lost in Math.

I september besøkte forfatteren UiO og holdt foredrag om temaet i boka på «Fysikk på biblioteket» og foredraget ligger på YouTube:

Fysikkens fødsel i bilder og tekst

Det er ikke uvanlig å tenke på fysikk, som fagfelt, som noe som først virkelig oppstod som følge av Newtons arbeid. I 1687 publiserte han sitt verk «Philosophiæ naturalis principia mathematica» som la grunnlaget for mekanikk og videre arbeid med fysikk. En fysiker-bekjent gjorde meg oppmerksom på at Newtons egen kopi av hans første utgave av boka, med hans egne håndskrevne notater i forbindelse med arbeidet med andreutgaven, er lagt ut på nett av Cambridge. Jeg skulle ønske jeg kunne lese latin, men det er uansett interessant å se på Newtons egne notater og de nydelige figurene i førsteutgaven.

Skjermbilde fra "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"

Skjermbilde fra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica»

Skjermbilde fra "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"

Skjermbilde fra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica»

Gyldne tidsskrifter i fysikk

Forskningsrådet i Norge har gått sammen med andre finansieringsinstitusjoner (fra 19 land totalt) om en radikal plan for å få gjøre forskningsresultater åpent tilgjengelig for alle. Planen går undre navnet Plan S og innebærer at hvis arbeidet ditt er finansiert av Forskningsrådet, så må du fra og med 1. januar 2020 publisere alle dine funn i såkalte «golden open access» tidsskrifter. Det er tidsskrifter hvor du ikke betaler for å få publisert din artikkel og hvor folk heller ikke må betale for å lese. Litt som Fysikkens verden etter at tidsskriftet så verdensvevens lys, bare at det skal være tidsskrifter av vitenskapelig karakter med gode ordninger for fagfellevurdering.

Jeg har ikke noe prinsipielt imot tiltak for å gjøre forskningen mer åpen og tilgjengelig, så jeg tok Plan S på alvor og undersøkte hvordan mitt fag, fysikk, ligger an med tanke på åpen tilgang. Åpne tidsskrifter med respekt for seg selv er listet på DOAJ.org. Der inne kan man lett sortere tidsskrifter etter fag. Det er ganske mange åpne tidsskrifter i fysikk allerede. Nature Communications er nok det mest prestisjetunge tidsskriftet som tar imot resultater innen fysikk, men det er ganske mange andre tidsskrifter. Dessverre er det absolutt ingen av disse tidsskriftene som lar deg publisere helt uten avgifter. Selv om de fleste har ordninger som gjør at man kan søke om å få slippe å betale, oppfyller ikke tidsskriftene det strenge kravet i Plan S om at det skal være ingen avgifter for noen som publiserer. Jeg har funnet åpne tidsskrifter som ikke er registrert på DOAJ som er «gyldne» i den forstand at man ikke må betale for å lese eller publisere, men ingen er listet som vitenskapelige publiseringskanaler hos NSD, trolig fordi de fleste av disse tidsskriftene er små nasjonale tidsskrifter som ikke oppfyller kravene om at mer enn 2/3 av forfatterne skal være fra andre institusjoner enn den som eier tidsskriftet.

Plan S nevner at det skal gis støtte til å opprette nye tidsskrifter av høy kvalitet for fagfelt som mangler dette per i dag. Jeg kan trygt bekrefte at dette gjelder fysikk og gjetter på at det gjelder de fleste naturvitenskaplige disipliner. Tidsskriftene det er mest prestisje å publisere i mottar ekstremt mange artikler sammenlignet med antallet som blir akseptert og publisert. Det gjør at kostnadene med å drive et slikt tidsskrift er ganske høye, for noen må lese og vurdere og den redaksjonelle avgjørelsen kan ikke settes ut på dugnad. For eksempel estimerte Nature magazine utgiftene per artikkel til å ligge på mellom 10 000 og 30 000 britiske pund. Det blir fort dyrt å drive slike tidsskrifter. Vil virkelig forskningsrådene i disse 19 landene investere i dette?

Selv syns jeg planen virker urealistisk og venter spent på å høre mer om hvordan planen skal iverksettes. En mulighet er kanskje at vi forskere får lov til å fortsette å publisere i tidsskrifter som tar betalt for publiseringen av artiklene, men at det er institusjonene vi jobber på som må forplikte seg til å dekke utgiftene. Inntil videre fortsetter jeg å legge ut mine utkast på preprintserveren ArXiv.org og publisere hvor jeg vil, for jeg har ikke funnet noen tidsskrifter som passer med planene for 2020.

Nikkel i stjernene og på jorda

Stjerner er varme og derfor er det sjeldent bare grunntilstanden til atomkjernene som spiller en rolle i nøytroninnfagning og lignenden. Vi kan ikke skape stjernemiljøet på jorda, så vi må gjøre målinger på reaksjoner i romtemperatur.

Figuren er en skjematisk framstilling av nøytroninnfangning. I et laboratorium på jorda vil atomkjernene som fanger inn nøytronet befinne seg i grunntilstanden. I stjerner vil derimot også andre tilstander spille en rolle på grunn av den høye temperaturen.

Figuren er en skjematisk framstilling av nøytroninnfangning. I et laboratorium på jorda vil atomkjernene som fanger inn nøytronet befinne seg i grunntilstanden. I stjerner vil derimot også andre tilstander spille en rolle på grunn av den høye temperaturen. 

Det vi måler på laboratoriet gir ikke direkte svar på hvor raskt isotoper produseres ved at atomkjerner fanger inn nøytroner. Vi må bruke våre eksperimentelle resultater til å regne ut hvor stor reaksjonsrater er i stjernemiljøer. En forskningsartikkel jeg har vært med å skrive om dette temaet, hvor vi har brukt resultater fra analyse utført av meg og mine kollegaer i Oslo, har nettopp blitt akseptert hos Physics Review C og et «preprint» ligger på preprintserveren arXiv (arXiv:1804.08312 [nucl-ex]).

Hvem vinner nobelprisen i fysikk?

Jeg er 95% sikker på at vinnerene i år er menn. Ut av 206 personer som til og med 2017 har fått tildelt Nobepris i fysikk er to mottakere kvinner. Det vil si at det er 1 ut av 103 prismottakere som er kvinne. Den eneste kvinnen jeg klarer å komme på som jeg tenker kan ha en mulighet til å vinne prisen i år er danske Lene Hau, som blant annet er kjent for å klare å bremse ned lys til full stopp. Klikket du for å få en liste navn? Beklager, det har jeg ikke tenkt å presentere, men i stedet har jeg gjort meg en del tanker om denne prisen som straks skal deles ut på nytt.

Hvorfor får så få kvinner Nobels pris i fysikk? Det er generelt sjeldent at kvinner får nobelpriser og i fysikk står det ekstra dårlig til. Rektoren ved OsloMet, Curt Rice, skrev nylig et følelsesladet innlegg hvor han hevder at slik skjevhet truer prisens omdømme fordi prisen ikke gjenspeiler befolkningen statistisk sett. Når man sammenligner andelen kvinner som får nobelpriser med kvinneandelen i befolkningen, så virker prisen grusomt urettferdig. Men er egentlig kvinneandelen i befolkningen det riktigste å sammenligne med? Minstekravet for å kunne konkurrere om en nobelpris i fysikk vil jeg si er at du kan fysikk godt, så hvis vi skal undersøke om en pris er statistisk representativ må vi først finne ut hvem som utgjør gruppen som kan konkurrere om prisen. Så hva vil det si å kunne fysikk godt?

Fysikk er et vanskelig fag og jeg tror man trygt kan se bort fra antagelsen om at hvem som helst kan lese fysikk og bli flink nok til å gjøre oppdagelser som kvalifiserer til prestisjetunge priser. For å finne relevante tall må man derfor se på hvor stor andel kvinner som studerer fysikk. I USA har for eksempel andelen kvinner som tar bachelor i fysikk stabilisert seg på rundt 20%. I europeisk statistikk er kategorien «physical sciences» brukt og innen slike fagfelt utgjør kvinner 34% (se tabell 2.3). Hvis man ser for seg at en rettferdig fordeling av pris skulle tilsvare at alle som har en bachelor (eller tilsvarende i fysikk) har lik mulighet til å få prisen, så burde kvinneandelen være noe sånt som 1 av 5 til 1 av 3. En gjennomgang av prismottakere etter krigen viser derimot at det så og si ikke forekommer at noen uten utdannelse på masternivå mottar prisen. Som hovedregel er de som har fått prisen tatt doktorgrad og veldig mange har jobb som professor eller lignende lederaktige stillinger i privat næringsliv eller instituttsektor.

Kvinner gjør det generelt godt innen høyere utdanning og fysikk er ikke et unntak. Kvinnenandelen holder seg derfor ganske stabilt også på doktorgradsnivået. Senere faller kvinner av. Færre kvinner enn menn fortsetter i postdoktorstillinger. Det er vanskelig å finne tall på kvinneandelen for faste vitenskaplige stillinger, som professorater. I USA tyder det på å nå ligger på rundt 8%. La oss si at 5% ikke er så langt unna et realistisk bilde på hvor stor kvinneandelen er blant professorer. Hvis vi ser for oss at en rettferdig fordeling av prisen skulle tilsvare at alle som klarer å få et professorat har lik vinnersjans, så burde 5 av 100 priser gå til kvinner. Dette er fremdeles over 4 priser flere enn virkeligheten.

Men kanskje det relevante tallet ikke er fysikere som blir professorer eller lignende, men hvem som blir oppfattet som forskningsledere? Det å være forskningsleder er et litt mer ullent begrep. Hva ligger i dette? Det er rimelig å anta at noen som driver sitt eget laboratorium eller forskningsgruppe, for eksempel, er en forskningsleder. Men mange tenker ikke på forskningsledere som hvem som helst som har klart å skape noe eget, men som de forskerne som blir sett på som ledere innen et fagfelt. Hvor stor er kvinneandelen her? For eksempel er 3 av 10 seksjoner på mitt institutt, Fysisk institutt ved UiO, ledet av kvinner. Har vi da 30% forskningsledere på UiO? Kanskje, men det spørs om de som er greie og påtar seg denne typen formelle roller blir oppfattet som forskningsledere internasjonalt. Og du må bli oppfattet som en skinnende stjerne blant dine professorkollegaer for at du skal bli nominert. Det er nemlig for det meste kun professorer som får mulighet til å nominere kandiater. Men likevel burde det nok eksistere flere enn 1 av 100 kvinner med professorater i fysikk som gjør fremragende arbeid.

Jeg tviler på at nobelpriskomiteen har noe imot kvinner og det er nok helt reelt at få kvinner blir nominert. For å hindre at komiteen blir utsatt for utilbørlig press er referater og nominasjoner holdt hemmelig i 50 år. Går vi bakover i tid kan vi likevel lære litt om kvinner og prisutdelinger. Lise Meitner er et kjent tilfelle hvor hun ikke fikk prisen fordi hun var kvinne og jøde. Hun ble nominert mange ganger uten å motta prisen, mens andre fikk prisen for samme arbeid.

Et annet kjent eksempel er Chieng-Shiung Wu (også kjent som bare Mme Wu eller fysikkens førstedame). Hun var en del av en produktiv trio som produserte viktige bidrag innen teoretisk fysikk. Hennes to mannlige kollegaer ble nominert. Hun ble utelatt. Prisen ble tildelt hennes kollegaer. Året etter mottok hun mange nominasjoner som respons på at mange i miljøet reagerte på at hun ikke også hadde blitt berømmet med denne prisen, men noen pris ble det ikke, for nobelprisen gis ikke flere ganger for samme oppdagelser. Her var det antageligvis ikke snakk om bevisst diskriminering, slik det dreide seg om i Meitners tilfelle, men hun ble «bare glemt» det året prisen ble gitt.

Marietta Blau var en pioner innen utviklingen av bruken av fotografiske plater til å studere elementærpartikler. I 1950 ble hun nominert til prisen sammen med sin tidligere student, Hertha Wambacher. Det var Erwin Schrödinger som nominerte dem. Til sammenligning mottok Cecil Frank Powell samme år hele 14 nominasjoner for bruken av denne metoden til å oppdagelsen av pionet. Marietta Blau, som hadde måttet søke asyl i Mexico grunnet andre verdenskrig, var av de fleste glemt eller i hvert fall ikke like imponerende som pion-oppdageren. Jeg har ikke sett referatene fra møtet i 1950 hvor komiteen bestemte seg for å gå med flertallet og berømme kun Powell, så jeg vet ikke hvordan de trakk denne konklusjonen.

I 1957 skrev fire fysikere en banebrytende artikkel med tittelen «Synthesis of the Elements in Stars«. En av medforfatterne var Margaret Burbidge. I 1964 ble hun nominert sammen med de tre andre forfatterne av artikkelen. Nobelprisen kan kun deles av inntil 3 mottakere og jeg antar at nominasjonen med fire navn gjorde det umulig for komiteen å velge dette forslaget (igjen, jeg har ikke lest referatet, kun sjekket nominasjonsdatabasen). Uansett hva grunnen var gikk prisen til andre verdige vinnere. Burbidge ble ikke nominert på nytt innenfor den offentliggjorte perioden. Senere, i 1983 mottar den ene av de fire medforfatterne nobelprisen for nettopp dette bidraget. Prismottageren er ikke Margaret Burbidge, men William Alfred Fowler. Den andre halvparten av prisen gikk til Subramanyan Chandrasekhara for hans arbeid med stjerners utvikling.  Vi får ikke vite før om mange år hvem andre som ble nominert i 1983, men igjen er det Fowler som framstår som den mest imponerende som fortjener en slik distinksjon. 1983 levde nemlig begge Burbidge som medforfattet 1957-artikkelen. Det ville vært rart å berømme en, men ikke begge, for ektefeller som forsker sammen på samme tema kan sjeldent skille klart på hverandres bidrag. Hvis Burbidge og Fowler ble nominert samtidig, så måtte komiteen ha valgt bort Chandrasekhara eller Fowler til fordel for Burbidge.

Ut fra kvinneandelen i fagfeltet så skulle man forventet en høyere andel kvinnelige mottakere av prisen enn det som har forekommet så langt. Hvor mye høyere er vanskelig å si, men min beste gjetning er at 5-10 kvinnelige mottakere ville vært rimelig. Når det likevel ikke er slik er det flere faktorer som forklarer. Historisk ble en del kvinner nominert, men ikke vurdert som verdige vinnere på grunn av sitt kjønn og etnisitet. I nyere tid snakker vi sikkert mer om dette med omdømme og at en del kvinner bare ikke har blitt sett på som naturlige kandidater. Du må ha et fremragende omdømme, i tillegg til å gjøre fremragende arbeid, for å bli nominert til prisen. Kanskje kvinner er dårligere på omdømmebygging? Det krever antageligvis en målrettet innsats for å bli oppfattet som ledende innen et fagfelt. Dette håndverket er noe man må lære fra noen som behersker det og jeg mistenker at flere menn enn kvinner får tilgang på denne kunnskapen.

Men en annen viktig grunn er at nobelprisen maksimalt kan tildeles tre personer. Kvinnene jeg vet om som burde ha fått prisen og de som faktisk fikk prisen, arbeidet alle innen fagfelt hvor det i dag har blitt vanlig å samarbeide i større grupper. Kvinner vektlegger ofte samarbeid i en større grad enn menn. Det gjør at jeg ikke kommer på kvinner som har en realistisk mulighet til å få prisen, bortsett fra en som nevnt tidligere. Det er stort sett innen teoretisk fysikk at forfatterlistene holdes under 4 medforfattere. De eneste jeg kjenner som klarer å si på grave alvor at de ikke vil ha mange medforfattere fordi de drømmer om nobelpris  er menn. Skal man kunne forsvare å gi nobelprisen til noen som alltid publiserer sammen med mange medforfattere, så må det være en enighet i miljøet om at mottakeren er en så soleklar leder i fagmiljøet at det er en rettferdig pris. Derfor er det for eksempel ikke vanlig å tildele prisen til noen som ikke var en selvstendig forsker da oppdagelsen ble gjort. Jocelyn Bell Burnell var med på å oppdage pulsarene, men hun hadde ikke fullført sin PhD da oppdagelsen skjedde og det er trolig derfor hun ikke fikk prisen sammen med sin veileder. Det finnes mange slike eksempler på stipendiater og postdoktorer som har arbeidet med oppdagelser andre har fått berømmelse for og her spiller kjønn liten rolle. Det finnes egne priser for gode doktorgradsavhandlinger og for yngre forskere, dem som ikke er etablerte nok til å være med og konkurrere om de «virkelig viktige prisene».

Curt Rices drøm om 50% mottakere av nobelprisen i fysikk er ikke realistisk, med mindre man satte seg ned og lagde helt andre vilkår for tildeling av prisen. Årsakene er flere og inkluderer ting det er vanskelig å raskt gjøre noe med, som hvor mange som har valgt fysikk som fagfelt de siste 30 årene, den lave kvinneandelen blant professorer generelt (og særlig innen fysikk) og det at måten man samarbeider på innen mange felt gjør det vanskelig å foreslå kandidater. Hadde komiteen lagt seg på en policy hvor annenhver pris ble tildelt en kvinne, så ville man raskt gått tom for oppdagelser og begrunnelser som virkelig oppfyller vilkårene. Jeg tror jeg personlig ville mistet respekten for prisen hvis den utviklet seg til et likestillingsprosjekt, heller enn en hyllest til store oppdagelser. Prisen ville stått i fare for å miste sin faglige legitimitet og uten faglig legitimitet spiller det vel liten rolle om prisen framstår som statistisk representativ. Som fysiker liker jeg nemlig prisen. Det er flott at media bryr seg om og skriver om fysikk et par dager i året, takket være denne prisen. Det er mange andre priser som tildeles vitenskapsfolk, men ingen klarer å skape like mye blest som nobelprisen. Man må gjerne oppfordre til nominasjon av kvinnelige kandidater, men slik jeg ser det er det grunnleggende problemet mangelen på kvinnelige kandidater og det er det som bør adresseres.

Radiumjentene

Jeg har endelig fått lest en bok jeg har gledet meg til lenge, nemlig «The Radium Girls: The Dark Story of America’s Shining Women» skrevet av Kate Moore. Boka handler om kvinnene som malte selvlysende tall på klokker, en forretningsidé som gikk strålende under første verdenskrig. Kvinnene ble aldri opplyst om at radium kunne være farlig, selv om det ble brukt til å kurere kreft. Boka forteller om kvinnenes lange kamp for erstatning, rettferdighet og bedre arbeidsvilkår. Den raskeste maleteknikken fabrikkene i USA kjente til innebar at malerne brukte munnen til å forme penslenes bust. Det at stråling både kunne helbrede, men også skade var tidlig kjent blant fysikere og kjemikere som arbeidet med radioaktivitet. Hvordan hadde det seg at arbeidsgivere likevel lot ansatte sitte og bokstavelig talt spise radium?

Bilder av emballasje som inneholder kosmetiske produkter med radium som en ingredient.

Selvpleie kosmetikk som inneholder radium; reproduksjon av produkter solgt i den første halvdelen av 1900-tallet – Marie Curie Museum Paris.
Av Travus [CC BY-SA 3.0 eller GFDL], fra «Wikimedia Commons».

Da Pierre og Marie Curie oppdaget grunnstoffet radium var noe av det første de lærte om stoffet at dets stråler var langt mer intense enn strålene fra uran, det eneste radioaktive grunnstoffet verden kjente til før radium og polonium ble oppdaget av paret. Grunnet parets uhell med stoffet, som ga dem stråleskader på armer og hender, innså de at radium kunne brukes til å drepe ondsinnede celler – kreftceller. Den første vitenskaplige artikkelen om radiums effekt på kroppen ble publisert in 1901. Her både advarte forfatterne mot farene og skrev oppmuntrende om hvilket enormt potensial for kreftbehandling radium innebar. Radium viste seg å levere og svulster ble helbredet med materialets drepende stråler. Dette ble formidlet til allmenheten og begeistring over det nyoppdagede grunnstoffet spredte seg raskt. Forskere som arbeidet med stoffet visste at det også kunne være farlig, men likevel vokste det raskt fram en stor industri av radiumprodukter som lovet god helse og et strålende ytre. Sterke markedskrefter gjorde det derfor nesten umulig for radiumjentene å vinne fram med sine påstander om at radium hadde gjort dem syke.

Boka er velskrevet og man trenger nok ikke kunne noe særlig om kjemi eller fysikk for å verdsette historien. Selv om jeg hadde lest om sakene til disse kvinnene før, i lærebøker og i vitenskapelig litteratur, syntes jeg likevel boka var gripende og spennende. Jeg har også lagt ut en kort anmeldelse av boka på Goodreads, et smart lite nettsted for bokormer jeg nylig har oppdaget.

Hvor stor er en atomkjerne?

Du kjeder deg, du har mange klinkekuler og ett eller annet sted i rommet ligger en metallplate du vil vite arealet på. Hvordan kan du finne ut hvor stor metallplaten er uten å måtte gidde å hente målebånd, lurer du på? Du vet fra før av størrelsen på rommet. Løsningen er enkel. Du får din fulle venninne til å kaste klinkekuler i en helt tilfeldig retning, mens du teller hvor ofte du kan høre at klinkekula treffer metallplaten. Hvis metallplaten er stor vil klinkekulene treffe den oftere enn hvis den er liten. Har du mange nok klinkekuler og kompisen din holder seg våken kan du regne ut, men tålelig god nøyaktighet hvor stor metallplata er.

To jenter kaster kuler og vil bestemme arealet på en plate

Har du ikke noe å måle med, kan du telle i stedet for å bestemme arealet på plata. Bare pass på at hun som kaster kulene virkelig kaster i helt tilfeldig retning, at du vet størrelsen på rommet dere sitter i og at dere gidder å holde på lenge nok. CC-BY

I det virkelig liv ville nok de fleste hentet et målebånd for å finne ut hvor stor metallplata var. Men hvis du skal prøve å finne ut hvor stort noe du ikke kan se eller bruke målebånd på er klinkekuleforsøket en god idé. Rutherford, sammen med sine studenter, brukte alfapartikler som klinkekuler og skøyt dem mot en tynn gullfolie. De fleste alfapartiklene gikk rett fram. Noen få ble spredt til store vinkler. I første omgang viste forsøket at atomkjernen er veldig liten og at atomer for det meste er tomrom. Men etter hvert som han fikk videreutviklet forsøket klarte han også å si noe om hvor stor atomkjernen er.

Etter hvert ble mange lignende forsøk utført. Mystisk nok virker atomkjerner større, eller mindre, avhenging av hvilken energi partikkelen du bombarderer atomkjernen treffer med. Det spiller også en stor rolle hva slags partikkel du bruker. Det er vanlig å tolke «arealet» man kommer fram til i slike forsøk som et uttrykk for hvor sannsynlig det er at en vekselvirkning mellom partikkel og atomkjerne vil inntreffe. Bare når du velger riktig kinetisk energi på partikkelen lærer du fortrinnsvis noe om atomkjernens størrelse. På norsk kalles dette arealet vi bestemmer ofte for virkningstverrsnitt. Vi snakker om veldig små arealer i størrelsesorden kvadratfemtometer. Enheten som brukes kalles for barn (som i låve på engelsk) og en barn = 10^(-28) meter, et veldig lite areal.

Virkningstverrsnittet for nøytron på gull

Denne figuren viser hvordan virkningstverrsnittet for at et nøytron som treffer atomkjerner av gull varierer som funksjon av nøytronets kinetiske energi. Til å begynne med synker virkningstverrsnittet som 1/v, hvor v er farten. Så er det noen energier hvor vekselvirkningen inntreffer mye lettere. Dette kalles gjerne resonansområdet. Deretter går det litt opp og ned, men mest nedover med virkningstverrsnittet. Skjermbildet er hentet fra IAEAs EXFOR database ved å søke på (n,tot) virkningstverrsnittet for Au-197.

Målinger av virkningstverrsnitt forteller oss mye om kreftene som binder sammen atomkjerner. God kjennskap til hvordan virkningstverrsnitt oppfører seg, som funksjon av energi og type partikkel, er også viktig for en del praktiske anvendelser som kjernekraft og produksjon av medisinske isotoper.

Om en drøy uke reiser jeg med kollegaer til Japan for å måle virkningstverrsnitt. På NewSUBARU i Japan kan vi bestråle prøver og bestemme virkningstverrsnittet når gammastråling treffer atomkjerner.