fysik

Schematisk bild av kvarkar (punkter med en pil) och gluoner (spiraler) inuti en proton och en neutron som bildat par.

Partikelpar löser mysterium i kärnan

Atomkärnor är uppbyggda av protoner och neutroner. Protonen och neutronen består i sin tur av kvarkar och kraftpartiklar som kallas gluoner. När kvarkarna upptäcktes trodde fysiker att de skulle vara helt skyddade från påverkan inuti protonen eller neutronen. På 1980-talet upptäcktes dock att kvarkarna och gluonerna kan röra sig annorlunda i protoner och neutroner som är bundna i en atomkärna, jämfört med i helt fria protoner och neutroner. Nu har forskarlaget bakom ett experiment som heter Clas listat ut att fenomenet beror på att en proton och en neutron bildar en sorts tätt par, som ändrar...

5 kvantmaterial som du måste ha koll på

I skolan får man lära sig att tänka på elektroner som individuella små bollar eller energipaket. De snurrar i banor kring atomkärnan, eller vandrar ordnat efter varandra i elektriska ledningar. Men i verkligheten är det rörigare. Elektronerna är inte skötsamma bollar, utan styrs av kvantfysiken. Inuti olika material bildar elektronerna ofta en flock som agerar ihop och ger upphov till helt annorlunda egenskaper än enskilda elektroner har. När elektronerna kopplar extra starkt till varandra kan det dessutom uppstå riktigt speciella fenomen, som supraledning. Då blir kvantfysiken som styr...

Klassiska experiment: Oljiga elektroner

1. Populär partikel Elektronen upptäcktes 1897 och togs genast in i teoretiska modeller över atomens uppbyggnad. Men en viktig komponent saknades: Hur stor var elektronens elektriska laddning? 2. Fick idé om droppar 1909 fick Robert A. Millikan (1868–1953) idén att mäta elektronens laddning genom att låta små vätskedroppar ta upp elektroner ur elektriskt laddad luft. 3. Doktorand gjorde idén till verklighet Hans doktorand Harvey Fletcher kom på att det gick att göra mycket små droppar genom att spreja olja ur en parfymflaska. Oljedropparna sprutades in en sluten kammare, där forskarna kunde...

Partikeljakt klyver fysiker

Europeiska partikelfysiker har nu lagt fram sitt designförslag till en ny gigantisk partikelacceleratorring , med en omkrets på 100 kilometer. Nyligen har Kina också presenterat en designrapport för en lika stor accelerator. En annan internationell grupp arbetar med förstudier för en rak accelerator , som skulle byggas i Japan. Acceleratorer har varit partikelfysikens arbetshästar under många decennier. När partiklar kolliderar vid hög hastighet bildas nya partiklar ur den frisläppta energin. På så vis har forskare kunnat upptäcka många nya partiklar och utforska hur de växelverkar med...

BLOGG: Anders Bárány

Fysik i långa banor, del 2

Som jag berättade i mitt förra blogginlägg fick jag i mitten av februari en mängd intressant fysik i form av fyra försändelser: CERNCOURIER nummer 1, Physik Journal (både januari och februari) och KOSMOS 2016. Här fortsätter jag att plocka russin ur kakorna! Alla tre publikationerna har artiklar om gravitationsvågor. Cernkuriren kallar till och med sitt nummer ”The Gravity Issue” och har inte...

Partiklar, tvivel och märkliga människor

Elsa har börjat arbeta som lektor på en fysikinstitution i Stockholm. Hon kämpar med att försöka muta in ett forskningsområde för sig själv och samtidigt hamnar hon lite utanför på arbetsplatsen. Romanens titel syftar på partikelfysikens standardmodell för grundläggande partiklar och krafter. Modellen är mycket framgångsrik. Men den har en stor lucka – den rymmer inte någon beskrivning av gravitationen. De skissartade beskrivningarna av vad Elsas nya teori går ut på tar avstamp i verklig fysik, men läsaren behöver inte sätta sig in i de vetenskapliga detaljerna för att förstå berättelsen...

Verktygslåda av laserstrålar

När lasern uppfanns på 1960-talet hade den en aura av science fiction omkring sig: en samlad ljusstråle som kunde färdas långt, utan att varken spridas ut eller tappa intensitet. Laserljuset var nära nog perfekt enfärgat – och alla ljusvågorna svängde i takt. Vad skulle en sådan stråle kunna användas till? Science fiction-berättelser, från H.G. Wells Världarnas krig och framåt, fylldes av strålar med märkliga egenskaper. Det skrevs om dödsstrålar och spionstrålar, om dragstrålar som kunde fånga in föremål och om skärande nålstrålar som kunde göra hål i vad som helst. De här fantastiska...

Koden bakom klimatet

Vintern kryper närmare. Får vi någon snö? Den förra vintern var mild men snörik i stora delar av Sverige, med en köldknäpp i februari som kändes i hela landet. Vintern dessförinnan var ljummen och torr, och sedan kom våren mycket tidigare än den brukar. Den ena vintersäsongen kan skilja sig ganska mycket från den andra, men det finns en långsiktig trend: klimatförändringar orsakade av människan lägger sig ovanpå de naturliga variationerna och får vintrarna här i Sverige att i medeltal bli allt kortare, mildare och mer nederbördsrika. Världen är redan ungefär en grad varmare jämfört med det...

Tecknade porträtt av de tre pristagarna: Arthur Ashkin, Gérard Mourou och Donna Strickland

Finlir med laser ger Nobelpris i fysik

Årets Nobelpris i fysik går till tre forskare som har utvecklat viktiga laserverktyg för forskningen. På 1970-talet uppfann Arthur Ashkin ett sätt att använda laserljus för att fånga och hålla fast mycket små föremål. Han började nästan genast använda denna optiska pincett för att manipulera virus och levande celler. Numera är den ett verktyg som har fått mycket stor användning inom forskning där fysik möter biologi. Bland annat har det använts för att mäta kraften i den sortens molekylära motorer som har en viktig roll i kroppen och till exempel flyttar molekyler inuti celler eller får...

Kilot är räddat!

Det har tagit många år och ännu flera mätningar att komma fram till nya definitioner av de enheter som beskriver till exempel längd, strömstyrka och temperatur. Men nu är organisationen Allmänna konferensen för mått och vikt färdig med sitt arbete och de nya definitionerna ska börja gälla våren 2019. När metersystemet infördes efter franska revolutionen i slutet av 1700-talet definierades en meter som en tiomiljondel av avståndet mellan nordpolen och ekvatorn längs Parismeridianen. Var och en som ville kontrollera längden av en meter kunde alltså mäta jordens storlek, dividera och sedan...

Amatörerna hjälper oss att förstå universum

Lars Hermansson var på väg ut till Uppsala amatörastronomers observatorium i Sandvreten, tre mil väster om Uppsala, när han fick meddelandet: En gammablixt hade upptäckts. Så fort han kom fram riktade han sitt teleskop mot de rätta koordinaterna. En gammablixt, eller GRB, gamma-ray burst , som astronomerna ofta säger, är ett extremt fenomen som släpper lös enorm energi under mycket kort tid, ibland bråkdelar av sekunder. De kan synas på enorma avstånd, från avlägsna galaxer. Vissa gammablixtar flammar upp och är borta igen, andra hänger kvar ett tag. Den här gången lyckades Lars Hermansson...

Främmande galax skickar hit en spökpartikel

Den stora partikelfångaren Icecube på Sydpolen har registrerat en neutrinopartikel med extremt hög energi som kom från det håll där en mycket ljusstark galaxkärna, en blazar, samtidigt flammade upp. Det är första gången på drygt 40 år som en neutrino kan kopplas till en källa utanför solsystemet. Senaste gången det skedde, 1987, lyckades tre olika instrument fånga upp neutriner från en supernova. Om det här kan upprepas blir neutriner ett viktigt verktyg för att förstå några av de allra våldsammaste processerna i universum. Neutriner är partiklar utan elektrisk laddning och med försvinnande...

Fysik på irrvägar

Skönhet har blivit en sorts urvalskriterium för bra teorier inom fysiken. Sökandet efter symmetrier och enkelhet har tidigare varit fruktbart och har bland annat lett till att man kunnat förutsäga och sedan hitta nya partiklar. Mycket teoretisk fysikforskning i dag försöker hitta fram på samma sätt, trots att det egentligen inte finns någon garanti för att världen i grunden måste vara vacker. Fysikern Sabine Hossenfelder anser att den här jakten på skönhet leder fysiken på villospår. Det leder till att ansträngningar och resurser läggs på arbete som kanske är rena återvändsgränder, men som...

Varför blir det så varmt i bilen?

De flesta känner till att det blir väldigt varmt i en parkerad bil, och att det kan vara farligt att lämna hundar eller barn i bilen. I värsta fall kan de dö av hettan. Svenska Kennelklubben gjorde för några år sedan ett test , och mätte upp temperaturer på mer än 50 grader inuti bilen när det var 26-27 grader utanför. Hur kommer det sig att bilen blir så varm? Forskning & Framsteg frågade Patrik Norqvist, en fysiker vid Umeå universitet, som tillsammans med kollegan Maria Hamrin har skrivit böcker om fysik i vardagen. – Det är många watt per kvadratmeter som kommer från solen. Det är...

Hon söker efter okända partiklar

3 frågor till Sara Strandberg, lektor i elementarpartikelfysik vid Stockholms universitet. I den enorma partikelacceleratorn LHC i Cern får väteatomkärnor – protoner – krocka med varandra med stor energi. Då uppstår många fler sorters partiklar än de som bygger upp atomerna som vi och världen omkring oss består av. Sara Strandberg, lektor i elementarpartikelfysik vid Stockholms universitet, arbetar med mätningar av de här partiklarna, och är mitt uppe i ett stort projekt. 1 | Vad går forskningsprojektet ut på? – Atomkärnor består av protoner och neutroner, som i sin tur i stort sett är...