Joanna Rose
Årets nobelpris i fysik går till pionjärer som har utnyttjat rymden som fysiklaboratorium. Det handlar om sådant som neutriner och röntgenstrålar.
Ena halvan av priset delar amerikanen Raymond Davis, som har lyckats fånga neutriner från solen, med japanen Masatoshi Koshiba, som har gjort en fälla där bl.a. neutriner från supernovor fastnat. Andra halvan får den italiensk-amerikanske fysikern Riccardo Giacconi för att han var först att med hjälp av raketer och satelliter mäta röntgenstrålar från yttre rymden.
Mest omtalad av de tre är Giacconi som är en duktig entreprenör som kan ro iland stora astronomiprojekt. Det gäller bl.a. flera projekt som låter astrofysiken skörda röntgenstrålar från himlen. När han i början av 1960-talet för första gången kunde nå ut bortom jordatmosfären såg han med hjälp av en raket utrustad med geigermätare hela himlen lysa i röntgen.
Detta ledde till att röntgenastronomin fick fart, och omgående avslöjades de första röntgenkällorna: Scorpius X-1 i Skorpionens stjärnbild och Cygnus X-1, X-2 och X-3 i Svanens stjärnbild. Numera finns det avancerade apparater ombord på satelliter som hjälper forskarna att mer exakt se varifrån strålarna egentligen kommer.
Medan röntgenastronomerna behöver lyfta upp sina mätinstrument högt över jordytan gräver neutrinojägarna ned sig i gruvor. Där slipper de kosmisk strålning som kan störa deras känsliga mätningar. Neutrinerna har inga svårigheter att ta sig igenom alla hinder. Liksom vanligt ljus passerar genom glas går neutrinerna obehindrat rakt igenom våra kroppar och marken som vi står på.
Neutrinerna är därtill osannolikt många – varje sekund genomkorsas en kvadratcentimeter på jorden av 100 miljarder neutriner. De flesta kommer hit från solen. Vid sidan av värme och solljus frigörs de när solen, och även andra stjärnor, förbränner väte i sitt inre och omvandlar det till helium. Medan det tar 8,3 minuter för neutrinerna att tillryggalägga sträckan från solen till jorden, tar det mer än en miljon år för en ljusfoton innan den ens tar sig upp till solytan! Även vid stjärnutbrott, supernovor, kommer neutriner som budbärare om att något dramatiskt håller på att ske.
Att fånga neutriner blev Raymond Davis stora projekt för nästan ett halvt sekel sedan. Under 1960-talet fyllde han en stor tank med över 600 000 liter av en klorförening som vanligen används vid kemtvätt. Davis idé var att neutriner som krockade med kloratomer skulle omvandlas till radioaktiva argonatomer, en process åtföljt med små ljusblixtar som man kunde se. Tanken sänktes ned 1,5 km i en gammal guldgruva i South Dakota i USA.
Den första neutrinon lyckades han fånga 1968. Därefter fastnade i genomsnitt en neutrino varannan dag i Davis fälla under de trettio år som experimentet pågick. Den mängden motsvarar dock bara en tredjedel av vad som borde ha upptäckts om man jämför med teoretiska beräkningar. Det var därför inte lätt för kemisten Davis att få fysikvärlden att tro på hans mätmetoder. Till den dag då Masatoshi Koshiba bekräftade Davis resultat.
Koshiba har konstruerat Kamiokande och dess efterföljare, Super-Kamiokande, en av världens elegantaste detektorer, om man ska tro andra instrumentbyggare. Numera fyller femtiotusen ton kristallklart vatten en jättetank en kilometer under markytan i en nedlagd zinkgruva väster om Tokyo. Första framgången kom när en supernova i vår granngalax Stora magellanska molnet exploderade 1987 och 12 av utbrottets miljarder neutriner fastnade i Kamiokandedetektorn. När en neutrino krockar med vattnet noteras nämligen en ljusblixt av någon eller några av de 11 146 fotomultiplikatorer som omgärdar vattentanken.
Fortfarande fattas det dock neutriner från solen, ett faktum som fått neutrinoastronomin att ta fart under 1990-talet. Misstanken är nämligen att det finns tre sorters neutriner och att de neutriner som produceras i solens inre hinner byta sort på väg upp mot solytan. ”Fel” sort kommer alltså fram till jorden.
Om det är på det viset borde dock neutrinon ha en massa som inte är noll. Och även om dess massa är minimal räcker den för att på ett avgörande sätt ändra den rådande bilden av kosmos – neutrinerna är ju så ofattbart många. Numera finns det flera platser på jorden som ägnar sig åt neutrinojakt, och om de senaste preliminära resultaten bekräftas kommer de att leda till nya nobelpris om några år.
Temaartikel ur Nationalencyklopedins årsbok 2002
Nobelpriset 2002: Fysik
http://www.ne.se/rep/nobelpriset-2002-fysik
Nationalencyklopedin, 2012-05-27
Kopiera källangivelse
