Jeg har nettopp lest ferdig boka «Shadow of a Star: The Neutrino Story of Supernova 1987 A» skrevet av Alfred K. Mann. Boka dreier seg om en vitenskaplig oppdagelse fortalt av en av forskerne som selv var en del av oppdagelsen. I 1987 kunne man for første gang detektere i «samtid» nøytrinoer fra sola, men noe av det første man måler viser seg å være nøytrinoer fra en stjerne som døde i en spektakulær supernova langt, langt borte. Boka formidler på et relativt enkelt språk hva nøytrinoer er og hvorfor det var så spennende å observere nøytriner fra en supernova den gangen i 1987. Boka anbefales!
Animasjon: Hvordan restene etter supernova 1987 A har spredd seg i rommet ettersom tiden har gått etter eksplosjonen.
Det hender jeg får spørsmålet «Hva driver du egentlig med?» av nysgjerrige bekjente, slektninger og noen ganger fra meg til meg. Som forsker hender det at jeg må bruke mye tid på detaljer. Noen ganger føler jeg at jeg drukner i disse detaljene og det er vanskelig å huske hvor jeg var på vei hen i dette havet av småpirk som jeg må ta meg av. Men svaret er altså at jeg forsker på atomkjerner. Hva skjer når disse bitte små atomkjernene varmes opp? Hvordan kjøler de seg ned? Og i tillegg funderer jeg en god del på hvordan eksperimentene jeg gjør kan gjøres på en best mulig måte.
For en stund siden var jeg på kurs i forskningsveiledning. En av øvelsene vi skulle gjøre var å komme fram til en grafisk framstilling av veiledningen fra start til slutt. Jeg havnet på gruppe med andre realister og flertallet på gruppa var fysikere som meg. Vi landet på en framstilling hvor kandidaten er på tur i fjellet. I starten må veilederen hjelpe kandidaten med å lære å klatre og mestre utstyret som trengs for en lengre fjelltur. Tåke og bratte fjellsider hindrer gjerne sikt og det er først når man har kommet opp på en liten fjelltopp at det egentlige målet blir synlig på horisonten. Da bærer det nedover igjen og kanskje man må lære seg å mestre nye klatreteknikker før man kan begynne på neste fjellside. Vi moret oss med beskrivelser av veiledere som guruer som satt og ventet på isolerte fjelltopper eller som stod som veivisere nede i dalførene. Vi sneiet også innom veiledertypen som bruker kandidaten som sin sherpa på vei opp til den høyeste fjelltoppen. Vi moret oss med å skrible og diskutere vår fjellmetafor.
Min kunstneriske framstilling av veien til PhD’en
Fredag var det dags for at en kollega skulle disputere. I middagen holdt moren hennes en tale hvor hun brukte et sitat fra fysikeren Hermann von Helmholtz. Vi var visst ikke de første som tenkte på forskningsprosessen som en tur i fjellet:
“I have been able to solve a few problems of mathematical physics on which the greatest mathematicians since Euler have struggled in vain … But the pride I might have held in my conclusions was perceptibly lessened by the fact that I knew that the solution of these problems had almost always come to me as the gradual generalization of favorable examples, by a series of fortunate conjectures, after many errors. I am fain to compare myself with a wanderer on the mountains who, not knowing the path, climbs slowly and painfully upwards and often has to retrace his steps because he can go no further—then, whether by taking thought or from luck, discovers a new track that leads him on a little till at length when he reaches the summit he finds to his shame that there is a royal road by which he might have ascended, had he only the wits to find the right approach to it. In my works, I naturally said nothing about my mistake to the reader, but only described the made track by which he may now reach the same heights without difficulty.”
Sitatet skal være fra 1891 og oversatt fra tysk til engelsk av Leo Koenigsberger and Frances A. Welby i Hermann von Helmholtz (1906), 180-181. Dette vekket min nysgjerrighet. Fins det kanskje et hav av morsomme fjellmetaforer fra fysikere der ute? Med min fremragende Google-fu og litt såkalt fritid på en søndag har jeg klart å finne flere fjellrelaterte sitater fra fysikere.
En av elevene til Helmholtz bruker selv fjellmetaforer i boka «Night Thoughts of a Classical Physicist » av Russell McCormmach.
Det gjøres mange kreative forsøk på å overbevise allmennheten om at grunnforskning, eller forskning for nysgjerrighetens skyld, har en verdi og at det er viktig å bruke penger på dette. Her er en fjellvariant av nytteargumentet:
««Is someone climbing Mount Everest useful to you in everyday life? Not at first glance,» said Heidi Schellman of Northwestern University in Evanston, Ill. «But fleece jackets and breathable waterproof fabrics were first developed for serious mountaineering expeditions. Even when a challenge itself seems impractical, the new tools we build for it have long-lasting value.»»
Sitatet er hentet fra «Why Does Particle Physics Matter? You Decide«. Google tar meg innom en rekke referanser til fjell før jeg til slutt lander på boka «The Cosmic Code: Quantum Physics as the Language of Nature» av Heinz R. Pagels. Kapittel 11 innledes slik:
«MOST PHYSICISTS ENJOY the outdoors. They are mushroom gatherers, bird watchers, hikers, amateur mountaineers whose idea of weekend relaxtion is to climb a mountain. Several physics summer schools or research centers are located in or near mountainous areas. I have not seen such uniform recreational impulses in other professions, an observation which prompts speculation on the connection between the nature of inquiry in physics and mountain climbing.»
Jeg føler meg truffet og sliter med å komme på fysikerkollegaer som ikke driver med løping, terrengsykling, fjellvandring eller lignende og da jeg selv begynte å jobbe på CERN ble de flotte fjellområdene rundt ofte nevnt som en av de store fordelene med å være på CERN. Det er kanskje noe spesielt med fysikere og fjell.
Forrige uke var jeg så heldig å høre Sabine Hossenfelder fra Nordita holde foredrag om «quantum gravity phenomenology». Mange fysikere ser for seg at tyngdekraften slik den er beskrevet av den generelle relativitetsteorien skal kunne forenes med standardmodellen. Den generelle relativitetsteorien er en geometrisk teori som forklarer blant annet tyngdekraften, mens standardmodellen kan forklare alle andre krefter enn tyngdekraften ved hjelp av elementærpartikler som følger kvantemekanikkens lover. Mange fysikere håper og tror at også tyngdekraften kan beskrives på samme måte som de andre naturkreftene. Forskningsfeltet «quantum gravity phenomenology» handler om å finne en måte man kan gjøre eksperimenter som kan avdekke en slags partikkelforklaring på tyngdekraften. Når enn det er store spørsmål som trenger svar innen fysikk og lite eller ingen data som kan veilede teorien så er mangfoldet av forslag stort.
Spørsmålet «Hva er egentlig tyngdekraft» er nettopp et slikt forskningsspørsmål og forslagene er mange og kreative. Tyngdekraften er den svakeste naturkraften vi vet om. Den er mange ganger svakere enn naturkraften vi kaller den svake kraften og den eneste grunnen vi kjenner tyngdekraften så godt er fordi den ikke kan nøytraliseres. Det gjør det veldig vanskelig å lage et eksperiment som er følsomt nok til å legge merke til tyngdekraftens partikkel- eller kvantenatur hvis den virkelig finnes.
Sabine Hossenfelder presenterte et knippe forslag og for hver forklaring (bortsett fra hennes eget forslag) ga hun en slags karaktér hun kaller «The Craziness Factor». Det kan kanskje oversettes som sprøhetsfaktor? Sprøhetsfaktoren er en verdi mellom 0 og 1. Hvis forslaget er helt på tråd med hva fysikere flest syns virker fornuftig får det karakteren 0. Er forslaget ufattelig usannsynlig får det karakteren 1. Hennes eget forslag sa hun noen andre måtte bedømme sprøheten til. Jeg har aldri sett noen gjøre noe lignende før (i hvert fall ikke innen akademia). Bruken av sprøhetsfaktorer fikk salen til å le og økte underholdningsverdien på foredraget betraktelig.
Men er en dom over en vitenskapelig påstand eller konklusjon i form av en sprøhetsfaktor bare en morsom greie? Det slo meg at det kan være nyttig med en subjektiv dom når man får servert påstander eller forslag til teorier fra andre fagfelt enn ens eget. Det meste folk flest leser av forskningsnyheter er om ting utenfor deres eget ekspertisefelt. Kanskje sprøhetsfaktorer innhentet av eksperter innen et område generelt hadde vært en fin ting? Jeg merket at jeg likte godt å kunne rangere diverse idéer på en sprøhetsskala og vil nok heretter felle min egen sprøhetsdom hver gang jeg møter på noe nytt.
”Du er som en trekkfugl, du!” var noe av det første jeg fikk høre da jeg kom til CERN i Sveits nå i år. Kommentaren kom ikke av at jeg er liten av vekst eller fordi jeg kvitrer. Derimot trekker jeg, og en god del andre fysikere, til CERN når det nærmer seg sommer. CERN har verdens største akseleratorkompleks. Ladde partikler kan akselereres til over 99% av lysets hastighet slik at vi fysikere kan gjøre eksperimenter med dem. Akseleratorene krever ekstremt mye elektrisitet for å holde det gående og av økonomiske grunner er det på den varmere delen av året man holder det gående. Jeg har selv vært her mange somrer nå for å arbeide på eksperimentet ISOLDE. Det er ikke bare CERN som velger å legge vedlikeholdsperioder og andre planlagte stans i drift til vinterhalvåret på grunn av strømpriser. De fleste store akseleratoranlegg gjør det slik. Dermed fins det også fysikere som flytter på seg med årstidene.
