teorien om alting - Viden (JP)
teorien om alting - Viden (JP)
teorien om alting - Viden (JP)
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
De fi re fundamentale naturkræfter<br />
Tyngdekraften kender<br />
vi alle fra hverdagen,<br />
hvor den er ansvarlig for,<br />
at ting falder ned mod<br />
Jorden, når vi taber dem.<br />
I et større perspektiv er<br />
det også tyngdekraften,<br />
der styrer bevægelserne<br />
af planeter, stjerner og<br />
galakser. Tyngdekraften<br />
formidles i <strong>teorien</strong> af en<br />
speciel partikel – gravitonen<br />
– der dog endnu<br />
ikke er blevet påvist i<br />
eksperimenter.<br />
Den elektr<strong>om</strong>agnetiske<br />
vekselvirkning virker<br />
mellem ethvert par af<br />
artikler, der har en elektrisk<br />
ladning, og spiller<br />
dermed en helt afgørende<br />
rolle for f.eks. dannelsen<br />
af kemiske forbindelser<br />
og for udsendelsen af lys.<br />
Vekselvirkningen formidles<br />
af fotoner (lyspartikler). To<br />
partikler, der tiltrækker hinanden,<br />
vil således holdes<br />
sammen af en konstant<br />
udveksling af fotoner.<br />
kvarker på samme måde, s<strong>om</strong><br />
man kunne regne på de to andre<br />
vekselvirkninger indeholdt i<br />
Standard Modellen. Det var<br />
dette års nobelprisvindere, der<br />
for alvor knækkede nødden ved<br />
at forklare, hvordan kvarkerne,<br />
pga. den specielle ”elastik-egenskab”<br />
ved den stærke vekselvirkning,<br />
kan opføre sig s<strong>om</strong> frie<br />
partikler ved meget høje energier.<br />
Fæn<strong>om</strong>enet kaldes ”asymptotisk<br />
frihed”.<br />
I øvrigt har gluonerne også en<br />
farve-ladning, hvilket er med til<br />
at gøre den stærke vekselvirkning<br />
så k<strong>om</strong>pleks og forskellig<br />
fra den elektr<strong>om</strong>agnetiske vekselvirkning.<br />
Den stærke vekselvirkning<br />
mellem kvarkerne formidles<br />
af såkaldte gluoner (efter<br />
det engelske ord ”glue” – dvs.<br />
lim). Nobelpris-trioen kunne<br />
vise, at gluonerne måtte have<br />
den unikke og ganske uventede<br />
egenskab, at de ikke bare vekselvirker<br />
med kvarkerne, men også<br />
Graviton?<br />
Solsystemer og galakser<br />
Tyngdekraften<br />
Vandmolekyle<br />
Foton<br />
Protoner og<br />
neutroner<br />
Den elektr<strong>om</strong>agnetiske<br />
vekselvirkning<br />
At<strong>om</strong>er<br />
Lys<br />
Kemi<br />
Elektronik<br />
med hinanden. Denne egenskab<br />
kan forklare, hvorfor den stærke<br />
vekselvirkning bliver svagere, jo<br />
tættere kvarker k<strong>om</strong>mer på hinanden<br />
og <strong>om</strong>vendt.<br />
Opdagelsen af fæn<strong>om</strong>enet<br />
asymptotisk frihed og formuleringen<br />
af en teori på denne baggrund<br />
(kaldet Kvante Chr<strong>om</strong>o-<br />
Dynamik), har gjort det muligt<br />
at lave beregninger af effekterne<br />
af den stærke vekselvirkning,<br />
s<strong>om</strong> er helt i overensstemmelse<br />
med eksperimentelle resultater.<br />
Mod det store mål<br />
De tre nobelpristageres arbejde<br />
var med til at lukke afgørende<br />
huller i Standard Modellen.<br />
Deres arbejde har givet nyt håb<br />
<strong>om</strong>, at det faktisk vil lykkes at<br />
nå det store mål: at få tyngdekraften<br />
med i det eksklusive<br />
selskab af naturkræfter, der<br />
beskrives af Standard Modellen.<br />
Dog er der lang vej endnu,<br />
og fl ere modifi ceringer af Stan-<br />
Elektron<br />
A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 5 | 2 0 0 4<br />
up<br />
kvark<br />
Den stærke vekselvirkning<br />
up<br />
kvark<br />
anti-<br />
neutrino<br />
up<br />
kvark<br />
N O B E L P R I S E N I F Y S I K<br />
down<br />
kvark<br />
Elektron<br />
W-kraftbærende<br />
partikel<br />
Den svage<br />
vekselvirkning<br />
Gluoner (8)<br />
Kvarker<br />
Mesoner<br />
Baryoner<br />
down<br />
kvark<br />
down<br />
kvark<br />
dard Modellen vil være nødvendige<br />
for at nå dertil. Den sidste<br />
Nobelpris er derfor næppe blevet<br />
uddelt på denne spændende<br />
rejse i fysikkens verden. ■<br />
Nobelpristagerne<br />
David J. Gross er 63 år og professor<br />
ved University of California,<br />
Santa Barbara.<br />
H. David Politzer er 55 år og<br />
professor ved California Institute<br />
of Technology (Caltech), i<br />
Pasadena.<br />
Frank A. Wilczek er 53 år og<br />
professor ved Massachusetts<br />
Institute of Technology (MIT),<br />
Cambridge, USA.<br />
Det bør nævnes, at to af<br />
nobelpristagerne, Politzer og Wilczek,<br />
var unge ph.d.-studerende<br />
på hhv. Princeton og Harvard<br />
universiteterne, da de udførte<br />
det arbejde, de nu er blevet<br />
belønnet med Nobelprisen for.<br />
Den stærke vekselvirkning<br />
holder sammen<br />
på de grundlæggende<br />
byggestene i at<strong>om</strong>kernerne,<br />
nemlig kvarkerne.<br />
At<strong>om</strong>kerner består af et<br />
varierende antal af den<br />
positivt ladede proton<br />
og den neutrale neutron,<br />
og begge disse er igen<br />
opbygget af kvarker.<br />
Den stærke vekselvirkning formidles af<br />
såkaldte gluoner, og har den specielle<br />
egenskab, at jo længere væk to kvarker<br />
er fra hinanden, jo kraftigere vil den<br />
stærke vekselvirkning påvirke kvarkerne.<br />
Bosoner (W,Z)<br />
Neutronhenfald<br />
Beta-henfald<br />
Neutrino-vekselvirkninger<br />
Solfusion<br />
Gross<br />
Politzer<br />
Wilczek<br />
Den svage vekselvirkning<br />
formidles af nogle<br />
specielle partikler kaldet<br />
W- og Z-bosoner, s<strong>om</strong><br />
i modsætning til den<br />
masseløse foton har<br />
meget store masser.<br />
Det betyder, at den<br />
svage vekselvirkning<br />
kun virker over meget<br />
korte afstande. Den<br />
svage vekselvirkning er<br />
ansvarlig for visse typer<br />
af radioaktivt henfald, og<br />
er tæt knyttet til den elektr<strong>om</strong>agnetiske<br />
vekselvirkning. Man siger, at disse to<br />
kræfter er forenet i den såkaldte elektrosvage<br />
vekselvirkning.<br />
11
Change language