Nobelpris for forskning på kameleon-partikkel

09. des 2015 07:00

Illustrasjonsbilde fysikk (Ingressbilde) Vinnerne av nobelprisen i fysikk mottar prisen sammen med de andre vinnerne i Stockholm 10. desember. Illustrasjonsfoto: Shutterstock

Årets nobelpris i fysikk går til japanske Takaaki Kajita og canadiske Arthur B. McDonald. De oppdaget at nøytrinoet har masse. Hva er det de egentlig fant ut, og hvorfor er det så viktig?

Hvis det stoppet opp for deg allerede da du leste ordet "nøytrino" er du ikke den første. Dette er ganske avanserte greier. Men dette er også veldig viktig! I følge de som deler ut nobelprisen i fysikk, det svenske Kungliga Vetenskapsakademiet, kan oppdagelsen "være avgjørende for vårt syn på universet". Ikke småtteri, altså.

Hva er et nøytrino? 

La oss starte med å fortelle litt om nøytrinoet. Nøytrinoet er en elementærpartikkel, altså en partikkel som ikke består av mindre partikler. Andre elementærpartikler er elektronet og kvarker, blant annet. Kvarker er det som bygger opp protoner og nøytroner, som igjen er byggesteinene i atomer. En annen kjent elementærpartikkel er Higgs-bosonet. I 2013 gikk nobelprisen i fysikk nettopp til to som jobbet mye med denne elementærpartikkelen.

Bittesmå og vanskelige å måle

Men, tilbake til nøytrinoet. Denne bittelille karen finnes overalt i universet. Den lages blant annet inni sola og andre stjerner. Den kan også lages når stråling fra sola treffer jordas atmosfære. Hvert sekund blir vi bombardert av tusentalls milliarder av den. Nøytrinoene går også rett gjennom hele jorda. De reagerer altså nesten ikke med noen ting.

Dette betyr at de er veldig vanskelige å finne ut mer om. Forskere trenger kjempestore vanntanker langt inn i jorda eller andre digre eksperimenter på utilgjengelig steder for å oppdage dem.

Tre typer nøytrinoer 

For å gjøre alt enda litt mer komplisert finnes det tre typer nøytrinoer. I sola lages én type nøytrinoer, det såkalte elektron-nøytrinoet. De andre kaller forskerne myon-nøytrinoet og tau-nøytrinoet. I 1988 fikk de som oppdaget myon-nøytrinoet Nobelprisen. Nå skjønner du vel at nøytrinoet er ganske spennende saker for forskere!

Forskerne kan regne ut hvor mange av en bestemt type nøytrino som treffer måleinstrumentene deres. Men når de måler, finner de bare omtrent én tredel av det de forventet. Og det fikk dem til å lure: kan én type nøytrino bli til en annen? Det ville ha forklart eksperimentene: to av tre nøytrinoer blir til en annen type når de er på vei mot oss.

Målte antall nøytrinoer i vanntank 

Og det er her våre nobelprisvinnere kommer inn i bildet. I Japan finnes det en stor vanntank 1000 meter under jordoverflata. Tanken er fylt med 50 000 tonn vann. I Canada finnes det en tilsvarende tank to kilometer under jordoverflaten.

På innsiden av Super-Kamiokande (vanntank for å måle nøytrinoer)

Den japanske supertanken fylles med vann. Foto: Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research),The University of Tokyo 

I sine utallige målinger i Japan bekreftet forskerne at de bare målte en tredel av den forventede typen nøytrinoer. I Canada gikk de et steg lenger. Der ville de bare måle nøytrinoer som kom fra sola. Derfra kommer det nemlig bare elektron-nøytrinoer. Men de lagde tanken sin slik at de kunne måle alle typer nøytrinoer på en gang.

Nøytrinoene skifter type

Kjempesmart, fordi de fikk bekreftet mistanken! Bare én tredel av det antallet elektron-nøytrinoer forskerne forventet ble målt. De andre var enten myon-nøytrinoer eller tau-nøytrinoer. De hadde skiftet type, nesten litt som kameleoner skifter farge!

Men hvorfor er dette så spennende? Jo, nøytrinoer kan bare bli til andre typer hvis de har masse, det vil si at vi kan måle at den veier noe. Og dette har forskerne lenge vært usikre på. Men nå bekreftet altså eksperimentene i Japan og Canada at nøytrinoer blir til andre typer, og da bekreftet de samtidig at nøytrinoer har masse.

Viktig for å forklare hvordan sola og universet fungerer

Hvordan dette skjer er kjempevanskelig fysikk, så her må vi bare stole på forskerne. Men, når de nå vet at nøytrinoet har masse, kan de finne ut masse spennende ting om sola vår, hvordan universet var før, hvordan det fungerer og hvordan det vil utvikle seg. Kanskje de endelig kan forklare hva mørk materie er?

En oppdagelse verdt en nobelpris, med andre ord!

Sist endret: 09.12.2015

facebook twitter email print
  1. KULTUR OG HISTORIE
  2. KROPP OG HELSE
  3. SPRÅK OG TALL
  4. VERDENSROMMET
  5. HAV OG VANN
  6. DYR OG NATUR
  7. TEKNOLOGI
  8. MILJØ OG KLIMA
  9. Alle