Sju frågor till professorn Gerard ’t Hooft
Fråga 1: När visste du att du skulle bli forskare?
Så långt tillbaka jag kan minnas. Innan jag började i skolan förstod jag naturen och dess lagar bättre än vad jag förstod människor. Jag var särskilt intresserad av insekter och andra små djur. Så det var helt naturligt att jag började utveckla en lust för att utforska naturen och hela dess väsen.
Fråga 2: Vem är din största inspirationskälla?
Johannes Kepler. På hans tid ansåg man att planeterna rörde sig i perfekta cirklar. Kepler hade modet att avvisa den rådande teorin och utveckla sin egen om att planeternas banor är elliptiska.
Keplers upptäckt inspirerar mig alltid att tänka kritiskt. Han har lärt mig att vi inte alltid ställer rätt frågor – och påminner mig om att alltid vara öppen för överraskande svar.
Nodlinjen är skärningslinjen genom Merkurius bana, jordens bana och solen. När jorden och Merkurius korsar nodlinjen samtidigt och har solen bakom sig kan vi här på jorden se en Merkuriuspassage.
Kepler förutsåg planetpassage
Utifrån beräkningar och tidigare observationer förutsåg astronomen Johannes Kepler att både Venus och Merkurius skulle passera solskivan år 1631.
Johannes Kepler dog dessvärre innan han kunde bekräfta sin teori, men tre andra astronomer, bland annat fransmannen Pierre Gassandi, såg Merkuriuspassagen den 7 november 1631. Passagen inträffade fem timmar före Johannes Keplers uppskattade tidspunkt.
Venuspassagen samma år inträffade den 6 december, men då den var svår att se från Europa finns det inga kända observationer från händelsen.
Merkuriuspassagen som inträffade år 1631 var första gången som människan observerade en planetpassage och visste vad de såg.
Fråga 3: Vilken är människans största bedrift?
Upptäckten av kvantmekaniken. Under första hälften av 1900-talet hade forskarna rört sig in i fältet av atomer, molekyler, subatomära partiklar och den substans de består av, men det fanns en lång lista med obesvarade frågor.
Sättet som de allra minsta fenomenen uppför sig på var inte rimliga utifrån de etablerade fysiska lagarna. Genom ett antal smarta experiment och studier fastställde forskarna de fysiska lagarna om kvantmekanik. De gick emot allt förnuft och lärde oss att universum kontrollerasav dessa lagar.
Fakta
Namn och födelseår: Gerard ’t Hooft, född 1946.
Titel: Professor i teoretisk fysik vid Utrecht University, Nederländerna, där han tog sin examen 1972.
Vetenskap: Tillsammans med sin handledare Martinus J.G. Veltman fick Gerard ’t Hooft Nobelpriset i fysik 1999 för att de belyste kvantstrukturer hos elektrosvaga växelverkningar. Hans arbete fokuserar bland annat på svarta hål, kvantmekanik samt gaugeteori – det matematiska språk som används inom teoretisk fysik i samband med exempelvis partikelfysik, strängteori och generell relativitetsteori.
Privat: Gerard ’t Hooft bor i Utrecht, Nederländerna, och har sju barn.
Fråga 4: Vad är du mest stolt över att ha uppnått i ditt arbete?
Under mina doktorandstudier hittade jag nya lösningar på problem inom fysiken som min handledare Martinus J.G. Veltman hade försökt lösa i tio år.
Våra nya idéer låg till grund för en senare utveckling av teorin om renormalisering av kvantfältteorier.
Arbetet gav mig stort internationellt erkännande och 1999 fick Veltman och jag Nobelpriset i fysik för att ha belyst kvantstrukturen för elektrosvag växelverkan.
Fråga 5: Vilka är de största obesvarade frågorna?
Hur förenar vi relativitetsteorin, som involverar rumtidskrökning, med teorin om kvantmekanik? Vi är vana vid att beskriva naturen med tre rumsliga dimensioner och en tidsdimension, men den modellen räcker inte för att beskriva alla fenomen i universum.
Därför har forskare lagt fram den så kallade strängteorin som omfattar alla kända naturkrafter. Det är dock inget bevis för att den teorin stämmer och jag tror att vi ska leta efter andra öppningar i detta vetenskapliga minfält av frågor.
Se förklaring av relativ tid
Fråga 6: Vilken person skulle du vilja träffa – död eller levande?
Johannes Kepler, så att jag skulle kunna fråga honom om vilka som var de största problemen med hans forskning – och hur han löste dem. Min erfarenhet är dock att det ofta är en besvikelse att träffa sina idoler.
Jag har haft långa diskussioner med den amerikanske fysikern Richard Feynman och den brittiske fysikern Paul Dirac, men vi nådde aldrig fram till de viktigaste och mest intressanta frågorna.
Richard Feynman och Paul Dirac fick Nobelpriset i fysik 1965 respektive 1933.
Fråga 7: Vilken vetenskaplig upptäckt överraskade dig senast?
Bekräftelsen av neutrinernas existens. När dessa uppfanns som teoretiskt koncept år 1930 kunde ingen föreställa sig hur neutrinerna någonsin skulle kunna observeras.
Men man lyckades snabbt inte bara upptäcka dem utan också mäta deras massa. Även om en neutrino inte väger särskilt mycket har forskarna räknat ut att den totala vikten för neutriner motsvarar vikten av alla synliga stjärnor i universum.
Se nedan hur två gigantiska detektorer i USA och Japan ska fånga den gåtfulla partikeln neutrino som kanske kan ge svar på varför vi existerar.
Ljussken avslöjar svårfångade partiklar
I en gammal zinkgruva i det japanska berget Nijugoyama är man i full färd med att gräva ut plats för neutrinodetektorn Hyper-Kamiokande. Detektorn får en 60 meter hög, cylindrisk vattentank med en diameter på 74 meter. Små ljussken i vattnet ska avslöja om någon neutrino går i fällan, varpå forskarna kan avgöra vilken typ av neutrino det är samt var den kommer ifrån.
Tanken gjuts i utgrävd jättegrotta
När grottan har grävts ut 650 meter ned i berget täcks den råa bergväggen med betong, som armeras med ett nät av stålstänger. Ett extra lager betong putsas upp och kläs med ett vattentätt lager av polyetenplast. På tankens alla ytor monteras ljusdetektorer som ska fånga upp ljussken från neutriner.
Detektorn fylls med ultrarent vatten
Tanken fylls upp med 258 miljoner liter vatten. Först passerar det en reningsanläggning för att bli så rent att ljussken lättare kan tränga igenom det. Vattnet pumpas igenom mycket fina filter och rensas på salt med filtreringstekniken omvänd osmos. Till sist avlägsnas mikroskopiska luftbubblor.
Kollision ger karaktäristisk ljuskägla
När en neutrino, eller en antineutrino, krockar med en atomkärna, så uppkommer en elektriskt laddad partikel – en elektron-, myon- eller taupartikel – som far genom vattnet i hög hastighet. På sin färd sänder partikeln ut ett svagt, blåaktigt ljus, så kallad tjerenkovstrålning, som sprids i formen av en kägla.
Ljussken fångas upp av sensorer
40 000 ultrakänsliga ljussensorer omger vattnet på alla sidor. Elektroniken i de runda sensorerna, som alla har en diameter på 50 centimeter, förvandlar även det minsta ljussken till en mätbar elektrisk signal. En analys av signalerna avslöjar vilken sorts neutrino som har orsakat ljusskenet.
