s v e n s k a f y s i k e r s a m f u n d e t

Fysikaktuellt nr 1 • mars 2018

Mer om opto-optisk modulering

Läs avhandlingen sid 10–11

ISSN 0283-9148 LISA – konsten att mäta Porträtt: Bokrecension: pyttesmå förändringar Karl Kosmiskt av jättestora avstånd Grandin pussel Sid 6–9 Sid 14 Sid 27

Svenska signerat Fysikersamfundet Stödjande medlemmar Innehåll Enkla principer Fysikaktuellt ges ut av Svenska Fysikersamfundet som har till upp- ¢ Gammadata Instrument AB gift att främja undervisning och forskning inom fysiken och dess www.gammadata.net leder långt tillämpningar, att föra fysikens talan i kontakter med myndigheter och utbildningsansvariga instanser, att vara kontaktorgan mellan ¢ Gleerups Utbildning AB fysiker å ena sidan och näringsliv, massmedia och samhälle å an- www.gleerups.se 3 SIGNERAT ögt på den internationella fysik- dra sidan, samt att främja internationell samverkan inom fysiken. Eva Lindroth unionens lista över organisa- ¢ Laser 2000 Ordförande: Anne-Sofie Mårtensson, 4-5 AKTUELLT/NOTISER Htionens mål finns punkten att www.laser2000.se [email protected] stimulera till användandet av fysik för att Sekreterare: Joakim Cederkäll, ¢ Myfab 6-9 LISA lösa mänsklighetens problem. Många tän- [email protected] www.myfab.se STORA UPPTÄCKTER ker här nog främst på tekniska lösningar, Skattmästare: Lage Hedin, [email protected] ATT VÄNTA ¢ Scanditronix Magnet AB kanske i samband med energi, transpor- Adress: Svenska Fysikersamfundet, Bengt Gustafsson www.scanditronix-magnet.se ter eller återvinning. Men värdet av fy- Institutionen för fysik och astronomi, 10-11 AVHANDLINGEN sik handlar ännu mer om iden att även uppsala universitet, KONTROLLERA OCH Box 516, 751 20 Uppsala mycket komplexa fenomen kan förstås MODULERA ULTRAKORTA Postgiro: 2683-1 från ett fåtal grundläggande principer ba- då tillbaka mot jorden. Det är denna LJUSPUNKTER serade på experimentell evidens. växthuseffekt som livet på jorden är be- E-post: [email protected] Samuel Bengtsson För medlemsfrågor, kontakta Lena Jirberg Jonsson, 08-411 52 80 Stödjande institutioner Inget problem är väl just nu mer oro- roende av. eller [email protected] 12-13 INTERVJU ande än det vart jordens klimat är på väg. Den exakta temperaturen beror följ- SAMUEL BENGTSSON Sektioner ¢ Chalmers tekniska högskola – Institutionen för fysik Årets Crafoordpris – ett pris av storleks- aktligen på atmosfärens precisa samman- Inom Fysikersamfundet finns ett antal sektioner som bland annat Margareta Kesselberg ordning som Nobelpriset, men inom äm- sättning och i slutet av förrförra seklet ordnar möten och konferenser, se www.fysikersamfundet.se för mer ¢ Chalmers tekniska högskola – Institutionen för rymd- 14-15 PORTRÄTT nesområden som matematik, astronomi diskuterade Svante Arrhenius hur en an- information. och geovetenskap FYSIKHISTORIKERN och geovetenskap – utdelas ”för funda- nan viktig princip, den om återkoppling, Kosmos KARL GRANDIN mentala bidrag till förståelsen av atmosfä- kan göra klimatet känsligt för små stör- Fysikersamfundet ger ut årsskriften Kosmos. Redaktör är ¢ Chalmers tekniska högskola – Institutionen för mikroteknologi

Sören Holst, [email protected]. och nanovetenskap – MC2 Margareta Kesselberg riska spårgasers roll i jordens klimatsystem”. ningar. Bara några hundradelars procent 16-17 NOBELPRISET UNDER En av pristagarna är atmosfärfysikern av atmosfären består av koldioxid, men Fysikaktuellt ¢ Göteborgs universitet – Institutionen för fysik Fysikaktuellt utkommer med fyra nummer per år, och distribueras KALLA KRIGET Syukuro Manabe, skapare av den första en ändrad halt kan ändå leda till tem- till samfundets medlemmar samt till alla gymnasieskolor med ¢ Högskolan i Halmstad – IDE-sektionen NOBELPRISET I FYSIK 1964 moderna klimatmodellen. Iden att det peratur-förändringar tillräckliga för att naturvetenskapligt eller tekniskt program. Karl Grandin går att göra kvantitativa beräkningar för påverka mängden vattenånga. Denna ef- Redaktion: Margareta Kesselberg, samordning, Dan Kiselman, ¢ Institutet för rymdfysik, Kiruna något så komplext som jordens klimat fektiva värme-absorbator förstärker i sin Johan Mauritsson och Elisabeth Rachlew. Ansvarig utgivare är 18-20 LISE MEITNER- ¢ är ganska fantastisk, men faktum är att tur effekten och driver på förändringen. Anne-Sofie Mårtensson. Karlstads universitet – Institutionen för ingenjörsvetenskap DAGARNA 2017 Kontakta redaktionen via: [email protected] och fysik Margareta Kesselberg enkla fysikaliska principer räcker långt Mycket kol finns lagrat i sediment och i För insänt, ej beställt material ansvaras ej. för att förstå huvuddragen. Den första jordskorpan så koldioxidhalten kan ha ¢ Kungliga tekniska högskolan – Institutionen för fysik Publiceringsdatum 2018: 7/3, 4/6, 28/9 och 14/12. 21 ANNONS som var modig nog att försöka var den varierat kraftigt på en geologisk tidsskala CERN-KURS FÖR LÄRARE Medlemskap ¢ Kungliga tekniska högskolan – Institutionen för tillämpad fysik kända matematikern Fourier på 1820-ta- och Arrhenius menade att det dynamiska Svenska Fysikersamfundet har ca 800 individuella medlemmar samt Göteborgs universitet/Chalmers let. Vad avgör jordens medeltemperatur? svaret – återkopplingen – på sjunkande ¢ Linköpings universitet – Institutionen för fysik, kemi och stödjande medlemmar (företag och organisationer) och stödjande 22-23 WALLENBERGSPRISET frågade han sig och funderade på balan- koldioxidhalter kunde förklara förekom- institutioner. Årsavgiften är 400 kr, dock 250 kr för pensionärer och biologi (IFM) KVALIFICERINGS- forskarstuderande, samt 100 kr för grundutbildningsstudenter. sen mellan det inkommande solljuset och sten av istider. Eftersom han också vände TÄVLINGEN 2018 Stödjande medlemskap kostar 4000 kr per år. ¢ Linköpings universitet – Institutionen för naturvetenskap värmen som planeten avger. Även om på ekvationen och visade att samma Bli medlem genom ansökan på: http://www.fysikersamfundet.se/ och teknik (ITN) Anne-Sofie Mårtensson dåtidens fysik inte räckte för att beräkna starka dynamiska koppling finns när kol- formular.html eller med qr-koden nedtill. 24-26 EXTREMT RYMDVÄDER utstrålningen från en naken jord (denna dioxidhalten ökar ses han allmänt som en ¢ Lunds universitet – Fysiska institutionen Medlemsförmåner Dan Kiselman skulle få en medeltemperatur under noll!) pionjär inom klimatforskningen. ¢ fysikaktuellt 4 nummer/år ¢ Lunds universitet – Institutionen för astronomi och så insåg Fourier att temperaturen var för- Dagens klimatmodeller bygger på ¢ 27 BOKRECENSION europhysics News, 5 nummer/år teoretisk fysik vånande hög. En av de hypoteser han lan- enorma mängder experimentell data och ¢ KOSMOS KOSMISKT PUSSEL ¢ serade var att atmosfären spelar en viktig använder de kraftfullaste datorerna, an- rabatt på utvalda boktitlar hos Fri Tanke förlag. Länk till ¢ Nordita, Nordic Institute of Theoretical Physics Elisabeth Rachlew erbjudanden: http://fritanke.se/friends/fysikersamfundet/ roll, en ide grundad på mätningar som nars går det inte att göra kvantitativa för- 28-30 VARDAGENS FYSIK ¢ förmånsprenumeration på Forskning & Framsteg ¢ Stockholms universitet – Fysikum visat att värme kan absorberas av material utsägelser, men i botten ligger den djärva erbjudandet gäller 10 nr för 623 kr (20% rabatt). Max Kesselberg ¢ Uppsala universitet – Institutionen för fysik och astronomi genomskinliga för ljus, som glas. Senare iden att det går att förstå naturen och att Länk till beställningssida är: http://fof.prenservice.se/ 31 FYSIKALISKA LEKSAKER under 1800-talet visade John Tyndall att man skall grunda med enkla principer. KodLandning/Index/?Internetkod=057-0571329 Per-Olof Nilsson vattenånga och flera av atmosfärens gaser Omslag: En artistisk presentation av opto-optisk modulering. Genom att excitera en samling atomer kan en XUV-puls riktas om 32 ANNONS just har egenskapen att effektivt kunna med hjälp av en IR-puls (röd), vilket presenteras Gammadata absorbera värme. En atmosfär i jämvikt mer ingående av Samuel Bengtsson. Se sid 10. Glöm inte att anmäla adressändring till strålar ut lika mycket energi som den ab- Eva Lindroth, Stockholms Universitet Bild: Ingrid Odlén och Johan Mauritsson. [email protected] sorberar och en hel del av värmen skickas Styrelseledamot av Fysikersamfundet Layout: Göran Durgé Tryck: Trydells, Laholm 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 3 aktuellt/notiser aktuellt/notiser Fokus på ett nytt stort Kom ihåg! Dags att fira Kalendarieuppgifter

Från Forskning till fysik- forskningsprogram undervisning 10-11 april, EPS 50 år www.fysik.org/konferens En teknikrevolution – den andra kvantrevolutionen – är på gång, med bland 16 maj utsedd till annat kvantdatorer, avlyssningssäker kommunikation och hyperkänsliga Internationell Ljusdag, Redan vid EPS årsmöte 9 april 2018 kommer www.ljus2015.se/idl2018/ mätmetoder i sikte. Wallenberg Centre for Quantum Technology är en 50-åringen att uppmärksammas i Paris, med populära tioårig miljardsatsning med målet att ta svensk forskning och industri till fronten av denna teknikrevolution. föredrag om EPS historia, om fysiken i vardagen och om fysikens framtidsperspektiv Kvantteknologi bygger på att kunna en kvantsimulator. Med kvantsimulatorn Kontakta valberedningen! kontrollera och manipulera individuella förväntar de sig att kunna demonstrera så I host ar det val av styrelse och revisorer kvantsystem, så som enstaka atomer och kallad kvantfördel (på engelska quantum i Fysikersamfundet for perioden 2019 uropeiska Fysikersamfundet kens alla forskningsområden, bidragit till I Sverige har vi hitills två EPS historic fotoner. Vanligtvis delas kvantteknologin supremacy), vilket innebär att lösa ett pro- till och med 2021. På årsmötet i no- (EPS) skapades 1968 med den studentmobilitet och bidragit till att föra sites: 2013 utsågs Tycho Brahes anlägg- in i fyra delområden: kvantkommunika- blem som är utom räckhåll för en klassisk vember utsågs en valberedning som ska första presidenten Gilberto Ber- ut fysikens landvinningar till samhället. ningar på Ven (Fysikaktuellt 3/2013) och tion, kvantsensorer, kvantdatorer och dator. förbereda valet. I valberedningen ingår nardini (1906–1995) som en 50-års firandet fortsätter den 28 och 2015 utsågs Uddmanska huset i Kungälv kvantsimulatorer. Ann-Marie Pendrill (Ann-Marie.Pen- stor inspiratör. I sitt inlednings- 29 september i Geneve där EPS bildades där Lise Meitner och hennes systerson Forskningsprogrammet leds av och Kvantkommunikation [email protected]) som är sammankal- Eanförande sade han “bildandet av det eu- 26 september 1968. Den första dagen blir och fysiker Otto Frisch tillbringade jul- är till stor del lokaliserat på Chalmers. Kvantkommunikation handlar om att sä- lande, Kerstin Ahlström (kerstin.ahl- ropeiska fysikersamfundet med en så bred det föredrag och underhållning och den helgen 1938 och insåg fissionsprocessens Övriga medverkande universitet är KTH kert sända krypterad information. Den är [email protected]), Max Kesselberg uppslutning är ett ytterligare bevis för andra dagen leds av sektionen fysiken i ursprung. (Fysikaktuellt 4/2016). och Lunds universitet. Programmet har helt avlyssningssäker, men för närvarande ([email protected]), Stephan den föresats vetenskapsmän har att sam- samhället som presenterar ett arbete som EPS har idag också en representation också flera industripartners. begränsad till avstånd runt 100 kilome- Pomp ([email protected]), arbeta så nära som möjligt för att på så vis bedrivits av EPS under senaste året ”Fy- i Bryssel och är en röst på den europeiska ter på grund av bristen på förstärkare för Gabriella Stenberg-Wieser (gabriella@ kunna ge ett positivt bidrag till att stärka sik och etik för samhället genom Horizon forskningsarenan. Många europeiska Kvantdatorer kvantsignaler, så kallade kvantrepeterare. irf.se). den europeiska kulturella enheten. 2020” och med en avslutande runda- forskningslaboratorier har skapats, t.ex. Fokusprojektets mål är att utveckla och För att garantera säkerheten i nästa ge- Enligt stadgarna ska valbered- [H Kubbinga, EPS, 1968–2008: The early bordsdebatt. CERN, JET, EMBL, ESRF, ILL, ISIS bygga en kvantdator, baserad på supra- nerations kommunikationssystem måste ningen forsoka se till att styrelsen pa years]. Vid bildandet bestod EPS av 20 na- och många nationella forskningslabora- ledande kretsar, med långt större beräk- ett globalt kvantnätverk, som snabbt och bredast mojliga satt representerar fysi- Vårt eget fysikersamfund, Svenska tionella samfund och ett antal individu- torier har starka europeiska inslag, t.ex. ningskraft än dagens bästa superdatorer. säkert kan överföra information mellan kens omraden och institutioner i lan- Fysikersamfundet, grundades redan ella medlemmar. Fem sektioner skapades X-FEL, ESS, FAIR, MAXIV, Lund Laser Slutmålet är att utveckla en kvantda- många olika punkter, utvecklas. det. Hjälp valberedningen genom att 1920 som en ideell förening av ”den fy- Atomär spektroskopi (ordf. Alfred Kast- Center. Alla de tolv sektionerna och sex tor med hundra kvantbitar inom tio år lämna förslag! siska vetenskapens utövare, främjare och ler, Paris), kondenserade materiens fysik grupperna som nu utgör EPS kärna an- (världsrekordet idag är 16 kvantbitar). Kvantsensorer vänner”. När EPS skulle bildas var vårt (ordf. Samuel Edwards, Manchester), ordnar varje år vetenskapliga möten av En sådan kvantdator bör kunna utföra Inom delområdet kvantsensorer utnyttjas samfund mycket aktivt och Erik Rudberg Lågtemperaturfysik (ordf. Jan de Boer, hög klass. Flera vetenskapliga priser delas beräkningar som överträffar en vanlig da- enskilda partiklar, som atomer och foto- Rätt svar till bildquiz i FA nr 4-2017 blev vald som förste vice president och Amsterdam), plasma fysik (ordf. Bo Leh- ut både till seniora och juniora forskare. tor. Kvantdatorn kommer till exempel att ner, för att möjliggöra mer känslig detek- A 2 – Högupplöst bild av Saturnus B- ledde EPS under 1970–1972 som dess nert, Stockholm) och kvantelektronik Förberedelser för 50-årsfirandet har kunna användas för förbättrad maskinin- tion än vad klassiska mätmetoder kan ring, foto taget från sonden Cassini. president. (ordf. Klaus Peter Meyer, Bern). pågått under hela 2017 och det har fram- lärning och för att beräkna egenskaperna åstadkomma. Satsningar kommer att gö- B X – Induktionshäll (utan häll) med Flera av våra ledande fysiker bidrog EPS har idag 42 medlemsländer och ställts ett femtital stora affischer som kan hos större molekyler, vilket möjliggör ef- ras på att utveckla kvantsensor-tekniker spole och elektronik. till bildandet av de olika avdelningarna cirka 3200 individuella medlemmar. användas vid de nationella samfundens fektivare design av läkemedel och mate- som bygger på så kallade spinn- kvantbi- C X – Insidan av en vakuumkammare där inom EPS, som Bo Lehnert som ledde Bland de många olika aktiviterna kan möten och vid EPS sektionsmöten, en rial. tar respektive optomekanik, det vill säga en högeffektlaser är fokuserad för att den första plasmafysiksektionen, Gunnar nämnas att en grupp arbetar för att förena fototävling är utlyst, ett arkiv med gamla Kvantfysiken strider mot människans en kombination av optik och nanomeka- generera koherent XUV-ljus. Tibell vid bildandet av undervisningssek- fysiker i det tidigare väst- och öst-Europa, fotografier har upprättats och en historisk vardagsintuition, och kvantdatorn har sä- nik. Dessutom kommer helt nya vägar att D 2 – Spetsen i ett Atomic Force Micro­ tionen med hjälp av Erik Johansson. speciellt efter Berlinmurens fall 1989 beskrivning av EPS har tryckts. kerligen många fler användningsområden utforskas, till exempel genom att använda scope, sönderskjuten av en högeffekt- Gunnar Tibell bidrog till att EPS (http://www.eps.org/members/group. Säkerligen kommer 50-årsfirandet att laser. än vad vi kan se idag. material där man kan öka eller minska engagerade sig i utvecklingsländer. Eko- aspx?id=84917). bli en festlig tillställning som är öppen för E 2 – Multikanalplatta, använd som ljusets hastighet för ökad mätkänslighet. nomin för EPS skulle bäras av dess in- En annan grupp arbetar med jäm- alla. Mer information om firandet kom- Kvantdatorer och kvantsimulatorer spektralt filter och för att kunna hålla tryckgradient, där mitten smälts av en dividuella medlemmar och nationella ställdhet inom vetenskapsområdet och mer på EPS websida, www.eps.org, och Per Delsing, Delområdet kvantsimulatorer hänger högeffektlaser. medlemssamfund och europeiska forsk- varje år utses kvinnliga pristagare som med en speciell tagg till 50-årsfirandet. Programledare nära samman med kvantdatorer. En F 1 – Solens fotosfär, bild från Svenska ningsmöten skulle alltid utmärkas av ex- diplomeras för sin forskning och sitt ar- kvantsimulator är nämligen en enklare solteleskopet på La Palma. cellens. bete för jämställdhet (http://www.eps. Elisabeth Rachlew KTH typ av kvantdator som är specialdesignad FA planerar följa projektet och vi kan G X – Sommarens solförmörkelse sedd EPS har under dessa 50 år bidragit org/members/group.aspx?id=84913). för att lösa en viss typ av problem. Under idag referera till Kosmos 2017 som från rymden, fotograferad från den in- starkt till utvecklingen av den europeiska Fysikens historia i Europa har upp- projektets gång ska forskarna även bygga passande har temat ”Vår kvantvärld”. ternationella rymdstationen ISS. fysiken inom undervisning, inom fysi- märksammats genom s.k ”historic sites”.

4 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 5 lisa lisa Stora upptäckter att vänta – genom konsten att mäta pyttesmå förändringar av jättestora avstånd

pptäckten av gravitations­ det gäller att få saker att passa ihop med vågor från sammansmäl- stor precision, kan man använda pass­ tande svarta hål på hösten bitar av hårdmetall som kan läggas sam- 2015 revolutionerade man till stavar, uppåt en meter långa, för astronomin. För första att mäta längder med fel (”toleranser”) gångenU öppnades ett rent fönster för neråt delar av mikron (tusendels millime- universums klart dominerade kraft — ter). De relativa felen kan då bli en tio- gravitationen. Vi var inte längre bara tusendels procent. En häpnadsväckande hänvisade till att se gravitationens verkan hög noggrannhet har man uppnått vid indirekt — genom studiet av hur stjär- mätningarna av avståndet mellan jorden nor och annan materia som sände ut ljus och månen, eller snarare mellan teleskop och annan elektromagnetisk strålning på jorden och speglar som Apollobesätt- reagerade på gravitationen. Nej, nu kan vi ningar placerade ut i månlandskapet. spåra gravitationens direkta effekter när Genom att sända ut laserpulser genom den bringar själva rumtiden i svängningar teleskopen har man kunnat bestämma (se Fysikaktuellt nr 4, 2017). Det gör det dessa avstånd på en mm när, dvs det re- möjligt att lära känna denna dominant lativa felet är så litet som 10-12. Men det i universum rent fysiskt, inte minst när suveräna rekordet idag i denna längdmät- den kramar samman materia och rumtid nings-sport har forskargrupperna kring ten. Ett andra var att bygga flera detekto- der årtionden, av tusentals hängivna fors- känslighet av storleksordningen 100 Hz. Bild 1: Principskiss av LISA. De inbördes i obegripligt täta tillstånd. Och, som van- detektorerna för gravitationsvågor, LIGO rer på olika platser långt ifrån varandra, kare och tekniker, ledde under de senaste Det betyder att massor som svänger, runt avstånden mellan de tre sonderna är tänkt ligt när det gäller vetenskapliga framsteg, och Virgo. Där gäller det att påvisa små för att minska effekterna av störningar åren fram till det direkta påvisandet av varandra eller på annat sätt, hundratals att vara 5 miljoner km, medan jorden lig- är detta inte främst resultatet av grundve- snabba förändringar av längden mellan från jordbävningar och annat, genom att gravitationsvågor, 100 år efter förutsä- gånger per sekund är lättast att upptäcka. ger på cirka 50 miljoner km avstånd och tenskapliga studier utan snarare följder tunga speglar i detektorernas armar (4 km sortera bort händelser som gav en tydlig gelsen om dem. Och därtill ledde de till Typiska objekt av detta slag är kompakta solen 150 miljoner km bort. En infallande av framsteg inom ingenjörskonst, ja när- långa i LIGOs fall) med en noggrannhet signal i bara en detektor. Ett tredje knep upptäckten av flera svarta-hål-kollisioner stjärnor såsom neutronstjärnor, eller gravitationsvåg från de svarta hålen i mare bestämt inom metrologi, konsten bättre än en tiotusendel av bredden av en var att lägga stor möda och uppfinnings- och en kollision mellan två neutronstjär- svarta hål av stjärnmassa, som går i bana centrum av en aktiv galax är antydd. att mäta. Här gäller att mäta, i detta fall proton. En proton har en diameter kring rikedom vid upphängningen av speglarna nor. Samt till 2017 års nobelpris i fysik. runt varandra ”kant vid kant”, just på väg Bild: Wikipedia (public domain). längdändringar, så noga som möjligt. 1,6 x10-15 m; de relativa felen måste alltså för att hindra skakningar från omgiv- att smälta ihop. Det är också den typen Vi människor är inte så särskilt bra på vara mindre än cirka 10-23. Denna nog- ningen, ytterligare ett var att låta laser- Fördelarna i rymden av objekt som upptäckts av LIGO. Men första tid, dras ut genom universums att på rak arm uppskatta längder. När jag grannhet skulle svara mot att mäta av- strålen gå många gånger fram och tillbaks Känsligheten för en detektor för gravita- i många astronomiska objekt, såsom de allmänna expansion liksom elektromag- bad ett antal vänner måtta längden av en ståndet till de mest närbelägna stjärnorna mellan speglarna och på så sätt öka utsla- tionsvågor är störst, liksom för radioan- flesta ”täta” dubbelstjärnepar eller de su- netisk strålning ”rödförskjuts”, så att decimeter mellan pekfingrarna blev de bortom Solsystemet på ett hårstrås tjock- get av olika längdförändringar i interfe- tenner, när antennen har en längd kring permassiva svarta hålen i kvasarer på väg vågornas frekvens minskat med en stor- relativa felen typiskt 5% eller mer — en lek när. rometerarmarna. Ännu ett var att, med halva våglängden hos den inkommande in mot varandra, är perioden mycket leksordning eller mer när de når fram angav längden 10,5 cm, en annan 9,3 Många knep var nödvändiga för att allmänna relativitetsteorins hjälp, ut- vågen. För gravitationsvågor, som lik- längre än en hundradels sekund, snarare till oss. Hur dessa svarta hål, som kan cm. En längdhoppare som jag mött säger nå denna formidabla mätnoggrannhet. veckla metoder att i förväg räkna ut vilka som elektromagnetisk strålning rör sig flera hundra sekunder, alltså med frek- ha massor på många miljoner solmassor, att han kan uppskatta ett av sina längd- Ett första var att använda interferometri signaler man kunde förvänta av svarta med hastigheten c, är frekvensen c/l, där venser kring 0,01 Hz eller mindre. Där- egentligen samlats ihop är ännu en stor hopp, innan funktionärerna mätt upp för att jämföra väglängden för laserstrå- hål, neutronstjärnor och andra kompakta l är våglängden. LIGO har en effektiv till kommer att gravitationsvågorna från gåta. En vanlig tanke är att de byggs upp det, på cirka 5 cm när, dvs med relativa lar som sändes ut i två olika vakuumrör objekt som kolliderar, så att man sedan arm-längd av 1600 km, eftersom ljuset många av de mest intressanta objekten genom att många mindre svarta hål, eller fel bättre än 1 procent. När vi mäter lite vinkelrätt mot varandra och åter-reflekte- kunde skilja verkliga sådana händelser reflekteras cirka 400 gånger fram och som man vill undersöka, kvasarer med då ännu ”levande” stjärnor, störtar in i ordentligare, till exempel i verkstäder där rades till den gemensamma utgångspunk- från brus. Alla dessa ansträngningar un- tillbaks i varje arm. Detta ger en största supermassiva svarta hål från universums deras mindre massiva ”embryon”. Om en

6 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 7 lisa lisa

Bild 2: En skiss av en av LISA-sonderna miljondels meter). Om man dividerar len där gravitationen från de två himla- cirka 1 miljard Euro, vilket förutsätter att i rymden. Solcellerna för elförsörjningen denna noggrannhet med avståndet mel- kropparna balanserar varandra. Pathfin- NASA eller andra amerikanska källor kan syns på ovansidan, de två teleskopen med lan sonderna finner man en relativ nog- der innehöll själva kärnan i de planerade stå för viss instrumentering. lasrarna därunder och i mitten ses några grannhet i mätningen av längdvariationer LISA-sonderna, de två kuberna och det LISA planeras för att kunna vara i av de små raketmotorer som håller son- jämförbar med LIGOs. Rymdsonderna system som ska kontrollera dem. Man verksamhet i rymden under minst 4 år, den låst i läge och orientering av de fritt med lasrar och teleskop som ligger runt kunde efter en kort tids experiment un- med start år 2030. Förmodligen kommer fallande testmassorna innanför. testmassorna hålls noga på exakt samma der 2016 konstatera att systemet fung- uppskjutningen att ske med en Ariane Bild: AEI/MM/exocet. bana som testmassorna med hjälp av sär- erade över förväntan: testmassorna kunde 6-raket – en typ av bärraket som är under skilda interferometrar och sensorer inom verkligen hållas i fritt fall, utan påverkan utveckling inom ESA och som beräknas sonderna och så kallade micro thrusters, av andra krafter än gravitation i ännu hö- färdig för provskjutning (i sin första ver- små raketmotorer som justerar oriente- gre grad än man förväntat. sion) i början av 2020-talet. Det verkar ringen genom att driva ut kall gas eller De tre rymdsonderna kommer att inte osannolikt att LISAs livstid i rymden laddade joner. Rymdsonderna innehåller driva i förhållande till varandra beroende kan förlängas till upp emot 10 år. Vi kan också anordningar för att hålla fast test- på de skilda banorna i solsystemet, med alltså hoppas på mängder av nya data (de massorna under uppskjutningen för att typiska relativa hastigheter kring 5 m/s. kan beräknas till cirka 300 megabytes per sedan frigöra dem när sonderna väl är på Dessa skillnader, som svarar mot fasskif- dag) som avslöjar hemligheterna kring sina platser i banorna. ten på miljontals svängningar per sekund några av universums mest dramatiska och Även om LISA-projektet är en bety- i laservågorna, måste hanteras vid data- storslagna objekt. I tillägg till det man inter­ferometer för att studera vågor från en liksidig triangel i rymden med en sida särskilt känslig: att direkt reflektera ljus dande utmaning är mycket av tekniken analysen. Detta är dock möjligt, eftersom ganska säkert kan räkna med – nyheter sådana objekt skulle byggas måste dess som är 2,5 millioner kilometer lång, dvs fram och åter längs armarna ett stort antal redan utvecklad eller åtminstone väl ge- dessa drifter är långsiktiga, medan läges- om svarta håls uppkomst och utveckling effektiva armlängder sträckas ut mycket mer än 6 gånger så lång som avståndet gånger. Den mottagna signalen är näm- nomtänkt. Detta beror inte minst på att förskjutningarna från inkommande gra- i galaxernas centra i det unga universum, längre än LIGOs längd, ja över miljon- mellan jorden och månen. Sonderna ligen för svag att sändas vidare, men dess en testsatellit, LISA Pathfinder, sändes vitationsvågor är mycket mer kortvariga. och väldiga mängder av data om mas- tals kilometer för att ha optimal känslig- är tänkta att gå runt solen nära jordens fas låses till lasern ombord på den motta- upp av ESA 2015 till Lagrange-punkten siva dubbelstjärnor i vår galax och våra het, eftersom den önskvärda storleken är bana, men följa efter jorden på ett av- gande sonden, och denna sänder så ut sin L1, dvs den punkt mellan jorden och so- Och när är det dags? granngalaxer – kan vi nog också förvänta omvänt proportionell mot den önskade stånd av cirka 50 miljoner km. Triangelns starkare signal med samma fas, tillbaks till LISA-projektet hängde i luften (inte oss signaler från nya gåtfulla fenomen, frekvensen. plan ska bilda en vinkel mot jordbanans den första sonden, osv. I sonderna kombi- bokstavligt) under några år efter det att inte minst från universums barndom. Innan LIGO började ge resultat, ja, plan kring 60 grader. Triangelplanet vrids neras också de mottagna ljusvågorna från En schematisk bild av LISAs banrörelser. NASA, som tidigt visat intresse för att Kanske vissa typer av data från själva redan för mer än tre decennier sedan, runt vilket kommer att göra det lättare att lasrarna och interfererar då med varandra, De tre sonderna ligger i triangelns hörn. samarbeta kring det, hoppat av 2011 Big Bang. Kanske signaler från kosmiska väcktes tanken att försöka placera ett göra noggranna riktningsbestämningar varvid fasskillnaderna och därmed av- Jorden och dess bana markeras i blått, på grund av brist på pengar. Grupperna strängar (väldiga strukturer som slingrar observatorium för gravitationsvågor i för att kunna identifiera de upptäckta ståndsvariationerna kan mätas noga. Solen av en gul cirkel i mitten. Som synes knutna till ESA arbetade dock vidare, till- sig genom universum som ett slags veck rymden. Det främsta argumentet för ett källorna också i elektromagnetisk strål- En intrikat detalj i planerna är att lutar sondernas banplan mot varandra sammans med vissa amerikanska grupper, i rumtiden, ej att förblanda med super- sådant instrument är just att man vill nå ning. Vinkelupplösningen på himlen hos lasrarna i LISAs sonder ju inte kan riktas och mot jordbanans banplan, vilket ger och i januari 2017 godkändes projektet strängar)? Vi vet inte vad vi kan komma de låga frekvenserna, och att en lämplig LISA beror på situationen och källan men rakt mot de andra sonderna utan måste antennens liksidiga triangel olika orien- som ett av tre huvudprojekt för ESA för att få syn på genom de nya fönstren, när detektor alltså knappast skulle få plats uppskattas till typiskt några grader, men peka strax framför dem i deras banor, tering vid olika lägen i banan. Detta 2030-talet. En av orsakerna till detta var nya våglängdsområden öppnas för under- på jorden. Även för mindre instrument betydligt bättre än så för vissa starka käl- eftersom det tar nästan 10 sekunder för förbättrar riktningsupplösningen. förstås framgångarna med LIGO. NASA sökning av universum. Så brukar det vara i rymden kunde man ogenerat bygga ut lor. ljuset att nå fram till de andra sonderna. Bild: Nicolas Douillet, Wikipedia uppges nu också ha börjat visa ett ökande i astronomin. Varje gång ett nytt fönster detektor-armarna på längden utan att be- Varje rymdsond ska innehålla två tele­ (CC BY-SA 4.0). intresse. Kostnaden för ESA beräknas till öppnats har vi blivit förvånade. Univer- höva bekymra sig om böjningar av dem skop med 30 cm öppning. Sonderna är LISAs hjärtan – de dyrbara test- sum är ännu rikare än vi brukar kunna från rörelser i jordskorpan, eller för läckor försedda med två infraröda lasrar vardera massorna föreställa oss. i vakuumsystemet — vakuum har man med effekten 2 watt, riktade mot de an- Särskilt viktigt är att sonderna var och en ju gratis. En annan fördel med ett sådant dra sondernas teleskop. Den mottagna ska innehålla två kuber med knappt 46 Läsning: instrument skulle vara att störningarna signalen från en rymdsond i ett annat mm sida av guld och platina, med massor Förutom den engelskspråkiga Wikipedia­ från jorden, med jordbävningar, åskväder, hörn av triangeln kommer att ha försva- på cirka 2 kg, som ska flyta fritt i tyngd- artikeln ”Laser Interferometer space an- mänsklig verksamhet med mera, skulle gats till ungefär 100 pw, dvs 10-10 watt, löst tillstånd intill varandra i rymdson- tenna” och ESA:s information på hemsi- kunna vara försumbara. mest beroende på att trots dess impone- den och skärmas av denna, så att de inte dan kan den intresserade rekommenderas rande koncentration divergerar också en påverkas av krafter från solvind, solstrål- studium av den välskrivna projektansö- LISA laserstråle. (För en astronomiintresserad ning, magnetfält och annat som inte har kan från 2017, av Danzmann, K. et al: Det stora projektet av detta slag är Laser kan det vara intressant att veta att laserlju- med gravitationen att göra. Dessa ”test- LISA, Laser Interferometer Space Antenna, Interferometer Space Antenna, med set från en rymdsond då skulle te sig som massor” definierar hörnen i interferome- A Proposal in Response to the ESA Call for ackronymen LISA. Det leds av European en stjärna av fjärde magnituden, sedd terns triangel. Det är mellan de hörnen L3 Mission Concepts https://arxiv.org/ Space Agency, ESA, den stora europeiska från en av de andra rymdsonderna, om och med hjälp av lasrarna som avståndens pdf/1702.00786.pdf rymdorganisationen med 22 medlems- den lyste i synligt ljus och inte infrarött). förändringar skall mätas upp och följas stater, däribland Sverige. LISA är tänkt I LISA är det därför inte möjligt att fullt med en noggrannhet på cirka 0,1-0,01 Bengt Gustafsson att bestå av tre rymdsonder som ska bilda ut utnyttja den teknik som gjort LIGO picometer (1 picometer är en miljondels Uppsala universitet och Nordita

8 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 9 avhandlingen avhandlingen

man nu kunde titta på det elektromagne- dersöka och kontrollera ultrasnabba för- tiska fältet som kommer efter excitations- lopp. De metoder som vi idag har för att pulsen, så är där inte två fält som är i mot- kontrollera ultrasnabba förlopp bygger fas utan bara ljuset från atomerna. på synligt eller infrarött ljus. För dessa Kontrollera och modulera Atomer som blir exciterade av en ljus- frekvenser finns bra verktyg för att styra puls kommer på grund av den kollektiva och modulera ljuset, både dess fas och effekten sända ut ljus i samma rikning dess amplitud. Med god kontroll över ultrakorta ljuspunkter som excitationspulsen. I bilden av atomer ljuset kan vi också få god kontroll över som gonggong kommer alla atomer som atomerna. De tekniker som finns idag exciterats samtidigt, att ringa och sända fungerar dock inte för XUV ljus, vilket ut ljus med samma fas. Längst med den sätter en teknisk begränsning för vilka Den här avhandlingen handlar riktning som excitationspulsen färdas i, experiment och vilken forskning som kan om en ny metod att kontrol- kommer alltså de olika fälten från de indi- göras inom ultrasnabb optik. viduella atomerna att vara i fas och bygga Ett sätt som man kan styra och mo- lera och modulera ultrakorta upp varandra. Åt alla andra håll kommer dulera XUV ljus är att använda tekniken ljuspulser. Vi styr ljus genom de däremot att ha olika fas och därmed som är beskriven här ovan och använda att ändra fasen på atomer som dämpa ut varandra. sig av atomer och tillstånd som gör att Med linjärt positionerade sändare atomerna sänder ut XUV ljus. Med hjälp skickar ut extrem-ultraviolett som är i fas byggs strålen upp och sänds Figur 3: a) Med linjärt positionerade sändare av infraröda kontrollpulser kan vi styra ljus med hjälp av en infraröd ut längst k-vektorn. Genom att ändra på som är i fas byggs strålen upp och sänds ut längst fasen och riktningen på ljuset. Genom att puls. Den här metoden möjlig- fasen från de olika sändarna, ändras rikt- k-vektorn. b) Genom att ändra på fasen från de styra vilken intensitet atomerna får, samt Figur 1. ningen var vågorna byggs upp, och ljuset olika sändarna, ändras riktningen var vågorna när kontrollpulsen kommer får vi kon- gör att kontrollera ultrasnabba kan vridas byggs upp, och ljuset kan vridas. troll över riktning och tid hos det utsända processer vilket inte har varit ljusfält och lägger till ytterligare ett, så Det ljuset som sänds ut är i motfas med För att kontrollera det kollektiva lju- XUV ljuset. Denna typ av opto-optisk möjligt tidigare, i ett våg- bli summan ett starkare ljusfält. Anled- excitationsfältet, vilket leder till dämp- set som atomerna sänder ut räcker det att modulator, där vi modulerar ljus med ett ningen varför detta inte måste vara sant ning av det totala fältet och skillnaden i kontrollera fasen på ljuset som de indi- ljus, gör det i princip möjligt att fritt mo- längdsområde som tidigare ligger i att ljusfälten är vågor, det vill säga energi i ljusfältet är det som absorberas i viduella atomerna sänder ut (se figur 3). dulera amplitud och fas hos en ultrakort har varit okontrollerbart. att de svänger. När två vågor adderas spe- atomerna. Genom att sända in ljus med en mycket pulser av XUV-ljus, som har högre frek- XUV puls, vilket öppnar dörrar för helt lar det inte bara roll hur mycket av varje lägre frekvens än frekvensen på ljuset vens och kortare våglängd än synligt ljus, nya experiment. Ljus påverkar atomer och atomer sänder det finns, amplituden, utan också fasen Hur man kontrollerar från atomerna, en kontroll-ljuspuls, kan kan längden på pulserna minskas. Dess- Mycket forskning är kvar att göra för ut ljus. Ungefär så kan man enklast be- mellan vågorna. När vågorna är i fas byg- Ljuset som sänds ut från atomerna kan energiskillnaden mellan tillstånden i ato- utom är ofta inte dynamiken på ljusfältet, att utveckla tekniken vidare, och använda skriva ljus och materia växelverkan. Trots ger de på varandra, just som två som hop- separeras i tid om man använder en ul- men ändras tillfälligt. Detta kallas Stark- hur fort det svänger, något man önskar den för att lära sig mer om världen vi lever att vi dagligen interagerar med det och par på studsmattan i fas kommer högre trakort excitationspuls. Man kan tänka skift, och leder till att ljuset som sänds ska vara i samma storleksordning som i och kontrollera dess ultrasnabba proces- överallt och alltid är omgivna av ljus och än om de hoppat i motfas (se figur 1). För på atomerna lite som en gonggong. När ut från atomerna efter den tillfälliga för- eventuell annan dynamik som undersöks. ser. Genom forskning upptäcker vi gång atomer så finns det fortfarande mycket att släcka ut en våg kan man alltså lägga de sänder ut ett fält ringer de för en tid skjutningen har fått en fasändring. Hur Saknaden av modulator för XUV på gång möjligheter att genomföra saker som vi inte förstår av samspelet mellan till en våg som är lika stark, men i mot- och klingar sedan av. Ifall excitationsfältet mycket som energierna förskjuts, och ljus begränsar dock möjligheten att un- fortare eller med högre frekvens. På det dem. Ljus är elektromagnetiska vågor i fas (det enda sättet att döda en foton är är en kort puls som är kortare än avkling- också hur mycket som fasen ändras, beror sättet så ökar ständigt de områden som olika frekvensområden som sträcker sig med en annan foton). I absorption flyttas ningstiden, leder det till att atomerna på intensiteten hos kontrollfältet. Genom mänskligheten kan kontrollera. Men ju från radiovågor till synligt ljus och upp energi från ljusfältet till atomerna just ge- sänder ut sitt fält även efter att excita- att utsätta atomerna för olika intensitet Samuel Bengtsson mer vi upptäcker, desto mer anar vi hur till röntgenstrålning. Hur de olika frek- nom att atomerna själva sänder ut ett fält. tionspulsen har passerat (se figur 2). Om av kontrollpulsen kan vi alltså styra i vil- n Titel: Ultrafast opto-optical control mycket det är som vi inte vet. venserna påverkar en atom beror på vil- ken riktning som ljuset från atomerna ska of extreme ultraviolet light pulses Samuel Bengtsson ket tillstånd som atomen befinner sig i vara i fas. Beroende på när kontrollpulsen n Doktorsavhandlingen framlagd Lunds universitet och vad det finns för andra tillstånd, eller kommer, blir också tiden för omriktandet 2017-12-01 vid Fysiska Institu- resonanser, i atomen. För att excitera ato- styrd. tionen, Avd för atomfysik, Lunds men, ge den mer energi, kan man bland universitet annat sända in ljus med frekvenser som Användning av extrem-ultra- n Länk till avhandlingen: http:// matchar resonanserna. När atomen sedan violett ljus portal.research.lu.se/portal/files/ ”slappnar av” kommer ljus med just de I ultrasnabb optik är extrem-ultraviolett 34065313/e_spik_Bengtsson.pdf frekvenser som matchar skillnaden i en- (XUV) ljus intressant då målet är att mäta n ISSN 0281-2762 ergi mellan olika övergångar att sändas ut. och kontrollera extremt snabb dynamik n ISBN (tryck): 978-91-7753-491-4 Absorption sker då atomer sänder ut hos elektroner. Detta görs med hjälp av n Handledare: Johan Mauritsson, LU ett ljusfält som är i motfas med det ljus- pulser av ljus som är mycket mycket korta och Lars Rippe, LU fält som exciterade atomerna. Vanligt- Figur 2: a) Precis som en gonggong ringer långt efter tillslaget, b) så sänder atomer ut ljus, (lila sväng- i tid. De är så korta att pulserna består av n Opponent: Professor Robert Jones, vis skulle vi tänka att 1+1=2, har vi ett ning) efter en ultrakort excitationspuls (blå svängning). ett fåtal våglängder. Genom att använda University of Virginia, USA

10 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 11 avhandlingen avhandlingen R östin oto: Sven Sven oto: F oto: Görel Odeberg Görel oto: Från Kullabygdens fruktodlingar F Bilden till vänster: Rydbergsalen den 1 december närmar sig en lösning på en utmaning BengtssonE lsie oto:

2017 vid Lunds universitet. Till vänster i bilden kan han glömma tid och rum. Fokus på F opponenten Robert Jones, Virginia University och problemlösningen är då total. till kunskapsfrukten i Lundagård Samuel Bengtsson, 31 år stående respondenten Samuel Bengtsson. – Känslan och glädjen när man löst en Bilden ovan: Ett sätt att fira klarad avhandling uppgift tillsammans med andra är mycket n Utbildning: Kullagymnasiet i Höganäs (2006) Samuel gillar att lösa problem tillsammans med andra. är att åka till Budapest med korridoren. speciell och en drivkraft för mig, berättar Samuel. n Civilingenjör inom teknisk nano­ – Det är en mycket speciell känsla att efter mycket funderande vetenskap med inriktning mot fysik, LTH 2012 komma på lösningen, berättar Samuel som känner sig väldigt gångar och tycker om att samarbeta. Det Hur kommer det sig att du började dok- n Doktorsexamen i fysik, LTH 2017 känns mycket bra att dela arbete med kol- Vilken roll känner du ofta blir din? torera efter civilingenjörsexamen? nöjd när det händer. n Bor: studentkorridor legor, säger Samuel. – Min roll i samarbeten blir ofta att – Det var nog en aha-upplevelse vid n vara idéspruta. Men utan arbetskamra- mitt examensjobb som gjorde att jag ville Familj: yngst av 6 syskon. n – Jag blir jättelycklig av att lyckas lösa glädje en viktig faktor för att få mig in- Vilka är dina viktigaste egenskaper för ter som kan styra upp och systematisera satsa på vidare studier. När jag en varm Intressen: körsång, spel och att läsa ”Fantasy-litteratur” ett problem, berättar Samuel. Det är näs- tresserad. Nu är det entusiastiska kollegor att lyckas i ditt jobb som forskare, tror fungerar mina bra delar sämre. Det var en julikväll lyckades lösa ett problem med n Tidigare arbete: på föräldrarnas tan barnets glädje man upplever när det som ger inspiration och drivkraft, konsta- du? stor utmaning för mig att doktorera. Min kvantdatorsimulering blev jag riktigt fruktodling händer, berättar han. Samuel berättar att terar Samuel. – Vinnarskalle, jag gillar att vinna, tid som doktorand har utvecklat mig som lycklig. Det var en stark känsla av entu- n Nuvarande arbete: forskare vid han tidigt blev stimulerad att fundera Under vårt samtal framträder en be- skrattar Samuel. Dessutom nya och individ positivt. Det är lättare att hålla fo- siasm och glädje, berättar Samuel. Dess- Lunds universitet kring matematik och det gjorde det roligt rättelse där föräldrarna utöver sina yrken oväntade intryck gör att jag går igång och kus och nå mål nu än tidigare. utom kände jag att det fanns så mycket att upptäcka saker och se samband. även varit djupt engagerade i frivilliga in- vill bli delaktig i arbetet. – Det blev nödvändigt när jag började mer fysik som jag ville förstå. satser på olika sätt. att doktorera att strukturera och skaffa Det kändes lyxigt att få doktorera när grupp som breddar mitt kunnande, be- Vad är det som är speciellt med forsk- Du jobbar intensivt, men vad gör du för rutiner i vardagen på ett annat sätt än det gjordes möjligt genom Johan Mau- rättar Samuel. ning? Du har en kristen bakgrund och en far att kopplar av? tidigare. Under resans gång blev jag mer ritsson, docent och professor vid LU. FA önskar lycka till med VR-ansökan – Jag vill vara nära nytt och gillar att som arbetat som missionär i Afrika un- – Jag gillar att åka bil. Under bilkör- medveten om vikten av vardagsrutiner. och hoppas att forskarentusiasmen håller vara med när det händer, svarar han. der en period, även om hans yrke varit ning varvar jag ner och nollställer mig, Jag gillar faktiskt en del dagliga vanor nu- Vad planerar du att göra nu efter dis- i sig med glädjande resultat. – Människor som är entusiastiska in- byggnadsingenjör. Vad har du tagit med berättar Samuel. Det ger en lagom av- mera. Regelbunden träning är en sådan, putationen? spirerar mig och jag blir själv påverkad. dig från uppväxten? koppling från intryck som jag inte kan konstaterar Samuel. – Jag hoppas på ett framtida postdok- Margareta Kesselberg Fysikaktuellt Under skoltiden var lärare som visade – Jag känner glädje över andras fram- låta bli att bolla annars. Men Samuel erkänner att om han stipendium och att få arbeta i en forskar-

12 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 13 porträttet porträttet

på universitetsnivå, berättar Karl. Efter söker oss eller som hör av sig. Mitt eget Hur kan vi i Sverige bygga upp kompe- att ha pluggat även i lumpen valde jag att arbete består bl.a. i att bedriva forsknings- Karl Grandin tens inom fysikhistoria? jobba ett år på en fabrik i Uppsala innan projekt utifrån dessa samlingar eller digi- • 52 år från Uppsala – Fysikhistoria är ett litet ämne i Sve- jag började på teknisk fysik i Uppsala. taliseringsprojekt. Det innebär även att Gift, två bonusbarn och ett barnbarn rige men har många intressenter. Det Och planen var då att jag skulle bli civil- ha kontakt med specialister och forskare • Föreståndare för Centrum för veten- kräver då att man samarbetar mellan de Fysikhistoria skapshistoria sedan 2008. ingenjör och jobba i industrin sedan. His- runt om i Sverige och hela världen, vilket nordiska länderna, i Europa och interna- • Civing teknisk fysik, Uppsala universitet toria var jag intresserad av, men där fanns alltid är inspirerande. 1992 tionellt. Och viktigast är att de med störst just inga jobb förmodade jag. • FD i idé- och lärdomshistoria, Uppsala intresse för fysik – läsarna av Fysikaktu- – Ja, så det var många olika tillfällig- Centrum för vetenskapshistoria måste universitet 1999 ellt kanske? – ser poänger med att även på jobbet heter som styrde det hela och vägen dit vara en guldgruva med fokus på indu- reflektera över ämnets historia och roll i var inte rak som sagt. Teknisk fysikstu- striutvecklingen i Sverige. Vad ser du är Förtroendeuppdrag våra liv igår och idag på fler sätt än de up- dierna var så intensiva och tiden gick där- den viktigaste uppgiften? • Medlem av Vetenskapsakademiens Ener- penbara. för så fort så jag och mina bästa kurskam- – En självklarhet för ett historiskt ar- giutskott sedan 2004. rater bestämde oss för att ta ett sabbatsår kiv är att vårda samlingarna för evigheten, • Redaktör för Nobelstiftelsens årsbok se- Hur mycket är du egentligen involverad dan 2006. i Nobelprisen? arl Grandin är professor och fö- finns någon typisk forskartyp som många från teknikstudierna för att reflektera och det kan låta överdrivet, men det är det • Vetenskapliga rådet för Niels Bohr Arki- reståndare för Centrum för ve- gärna vill måla upp, utan det finns en bredda oss, berättar Karl. perspektivet som bör vägleda verksam- vet, Köpenhamn sedan 2014. – Jag är Kungens ”medalj- och dip- tenskapshistoria vid KVA. Han massa olika sätt att vara forskare på. – En av dessa kursare föreslog att jag heten. Att just detta arkiv är viktigt beror • Ordförande för EPS History of physics lombiträde” (så kallade en företrädare Kär präglad av lärdomsstaden På Centrum för vetenskapshistoria skulle läsa idé- och lärdomshistoria som på att den vetenskapliga utvecklingen i group sedan 2017. uppdraget) vid prisutdelningen i Kon- Uppsala där han vuxit upp och blivit både finns många möjligheter till historisk jag aldrig hade hört talas om då, under vårt land ligger till grund för nästan alla serthuset, där jag överlämnar förhopp- civilingenjör i teknisk fysik och doktor i forskning eftersom brev och annat behö- sabbatsåret och det blev till slut 80p i det aspekter av vårt moderna liv vad det gäller Forskning ningsvis rätt diplom och medalj till vetenskapshistoria. Men ser sig främst ver sammanställas och sättas in i ett sam- ämnet som kombinerar filosofins och tekniska system, kunskaper om sjukdo- • Science and modernization in Sweden: Kungen för vidare befordran. Och an- naturvetenskapernas historia med de An institutional approach to historicizing som historiker, trots teknisk bakgrund. manhang. mar och så vidare. the knowledge society. Ett forsknings- ledningen till det handfasta uppdraget När man sitter och tar del av Karls in- politiska idéernas historia på ett mycket program med flera kollegor, finansierat är att jag är redaktör för Nobelstiftelsens tressanta kunskaper som knyter ihop tid Du gör djupdykningar i KVA:s arkiv, intressant sätt, innan jag lyckades avsluta Vilka insikter/önskar du förmedla till av Marianne och Marcus Wallenbergs årsbok med alla pristagares föreläsningar och rum på ett speciellt sätt så blir fysik- Nobelarkivet eller andra arkiv. Vad le- teknikstudierna, berättar Karl. Men då i oss vanliga människor genom verksam- Stiftelse. och självbiografier – The Nobel Prizes ti- historien levande. Karls berättelser synlig- tar du efter? början på 1990-talet var det jobbkris och heten? Inblandad i olika digitaliseringsprojekt. digare Les Prix Nobel. Men jag kommer gör alla fantastiska människor bakom den – Målet är ofta det vida historiska vi som var nybakade civilingenjörer fick – Historia är viktig för att förstå vilka alltså in när besluten är fattade och så har Övrigt tekniska utvecklingen. Något som inte sammanhanget, konstaterar Karl. Det är söka alla jobb som fanns. Då funderade vi är och varför vår värld ser ut som den vi Nobelarkiven i fysik och kemi förstås, • Inbjuden att hålla föredrag i allt från: händer så ofta annars. mycket intressant och det är en stor för- jag istället om jag skulle söka som dokto- gör. Warszawa, Windhoek, Alingsås, Greifs- där prisutredningar äldre än 50 år kan Brev och annat material i olika arkiv mån att få göra dessa resor genom histo- rand till fasta tillståndets fysik, eftersom – Jag vill vidare att man skall kunna ta wald, Kärrtorp och Peking m.m. konsulteras av forskare. tillför förklaringar till hur vetenskapen rien. Just nu har jag ett forskningsprojekt jag hade gjort mitt exjobb på den institu- till sig att vår historia inte bara bestämts blir till, till skillnad mot den färdigpake- där ”Nobelprisen under kalla kriget stu- tionen och trivdes där eller om jag skulle av politiska skeenden och att vår kultur Hur skulle du vilja utveckla verksam- terade vetenskapen i artiklar och böcker deras” genom det arkiverade material som våga ta steget till vetenskapshistorien. är mer än bara kultursidornas kultur. Det heten vid Centrum för vetenskapshisto- berättar Karl entusiastiskt. nu blivit tillgängligt. (Se separat artikel – Och det steget tog jag. Bra timing vetenskapliga kulturarvet är underutnytt- ria? – Plötsligt ser man att vetenskaps- s. 16-17) och tur gjorde att jag kunde börja att jat av både historiker och vetenskapsmän – Vi är en infrastrukturinstitution männen är olika och människor av kött doktorera i vetenskapshistoria i Uppsala, var för sig och dessutom, eller just därför, främst för vetenskapshistoria och jag och blod och inte bara robotliknande Får vem som helst ta del av arkivinne- där Tore Frängsmyr blev min handledare. underfinansierat av staten. skulle vilja se att vi lyckades än mer än forskare eller vetenskapsmän(kvinnor) hållen? Jag doktorerade med en avhandling om idag med att arbeta med universitetsfors- som sitter i sin ”filterbubbla” utan kun- – Ja, vi agerar som vi vore ett offent- teoretisk fysik i Sverige på 1920-talet Hur många personer är involverade i kare om både våra arkiv men också om skaper utanför sitt vetenskapsområde, ligt arkiv, fastän KVA är en privat orga- och fick således nytta av mina elemen- Centrum för vetenskapshistoria? vår spännande instrumentsamling liksom berättar Karl. nisation. Undantaget är Nobelarkivet tära fysikkunskaper. Och därefter hade – Förutom mig själv är det just nu KVA:s märkvärdiga bibliotek. Alla dessa – Man får dessutom ”massera” olika som kräver särskild ansökan och bara är jag tur igen och fick jobb på Vetenskaps­ totalt två arkivarietjänster och en kon- kategorier hänger ju samman! delar av hjärnan när man kombinerar hu- möjligt att konsultera för professionella akademiens Centrum för vetenskaps­ servatorstjänst. Beroende på anknutna Under vår lunch rinner tiden iväg maniora, samhällsvetenskap och naturve- historiker eller motsvarande. historia 1999. forsknings- och andra projekt kan det snabbt och plötsligt har flera timmar gått tenskap, tycker Karl. dessutom vara upp till 20 personer ytter- och ett nytt möte väntar Karl som måste Du är teknisk fysiker från början men Du är föreståndare för Centrum för ligare. rusa iväg. Tycker du att forskare presenteras och istället för att gå ut som ingenjör i nä- vetenskapshistoria sedan 2008. Vad Hans kunskaper om vetenskapshisto- beskrivs schablonmässigt? ringslivet så blev det doktorandstudier innebär arbetet på centrumet? Hur finansieras verksamheten? riska skeenden är imponerande. Riktigt – Ja, särskilt i populärkulturen, men i vetenskapshistoria. Hur hamnade du – Vi vårdar och tillgängliggör KVA:s – Centrum för vetenskapshistoria intressant område som fler borde kunna även annars. Jag ser lika många olika per- där? eget arkiv, Nobelarkivet, och en mängd tillkom 1988 efter två donationer från ta del av!

sonligheter inom vetenskapen som sam- – Jag har nog slingrat mig fram. Lum- personarkiv liksom en märkvärdig sam- Tomas Fischer. I övrigt finansieras forsk- Häggblom. Jonas oto: F hället i stort, konstaterar han. När man pen väntade efter gymnasiet och jag fick ling gamla vetenskapliga instrument samt ningsinsatser och digitaliseringsarbeten Margareta Kesselberg tar del av självbiografier, brev, anteck- inte bara lära mig att skjuta med AK4:a olika gamla vetenskapliga boksamlingar, samt vissa arkivarbeten av externa anslag Karl Grandin studerar 1700-talsfysikern Fysikaktuellt ningar och annat så ser man att det inte och köra lastbil utan fick även läsa ryska berättar Karl. Vi hjälper forskare som be- och i övrigt av KVA:s egna fonder. Wilckes föreläsningsmanuskript.

14 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 15 nobelprishistoria nobelprishistoria

efter skulle det dröja det till 1978 innan nästa öst–väst-delning i fysik ägde rum. Givet dessa två tolkningar av detta Det kalla kriget och fysikpris skulle man kunna tänka sig att det skulle ha uppmärksammats i media, men så blev det inte. Det kan bero på att Nobelpriset i fysik 1964 samma år fick medborgarrättskämpen, Martin Luther King Jr., fredspriset; och i Stockholms konserthus stod författaren venska Akademiens beslut om anonymt brev från en ”close friend of Dr. Jean Paul Sartres stol tom på scenen, ef- att tilldela Boris Pasternak lit- Charles H. Townes” som var bekymrad tersom man in i det sista inte visste om teraturpriset 1958 misshagade över rykten om Townes skulle få Nobel- han skulle komma (det gjorde han inte – Sden dåvarande svenske statsmi- priset eller inte. Även denne person hade han hade avböjt priset) och ensam kemi- nistern, Tage Erlander, som i sin dagbok politiska tolkningar redo, man vågade pristagare detta år var Dorothy Crowfoot skrev: ”Allmän förbannelse över Svenska inte i Sverige av ”political reasons (’The Hodgkin som media blev förtjust i. Alla Akademiens demonstration mot Sovjet Russians lay false claims and the Swedes dessa pristagare rönte större uppmärk- vid val av nobelpristagare i år.” Anled- are afraid of the U.S.S.R.)” ge Townes samhet än fysikpristagarna. ningen var att motiveringen var politisk hans rättmätiga pris. Författaren fort- Vad kan vi säga om kalla kriget om Amerikanen Charles Townes i telefon och de sov- snarare än litterär. Däremot hade ingen, satte: ”Let us hope that the present up- vi tittar i själva Nobelarkivet? För det jetiska pristagarna, Nikolaj Basov och Alexander inte ens Sovjetunionens ledning, några heaval in the U.S.S.R. will not put poli- första måste vi konstatera att Nobelarki- Prochorov, med fruar på Arlanda. problem med att Vetenskapsakademien tical pressures on the Swedes which will vet bara innehåller beslutsprotokoll och samma år gav fysikpriset till de tre sov- force the Noble [sic.] Committee to make inga diskussionsprotokoll, så det är inte jetiska fysikerna Tjerenkov, Frank och a wrong and non-objective decision.” lätt att bli klok över hur man resonerade framför allt bjöd man in medlemmar av en mycket stor del av de väsentliga mo- övervärdering av Basovs och Procho- Tamm. Erlander tyckte senare att det I vad mån Nobelkommittén i fysik el- eller inte. En viktig komponent för att fysikklassen i den sovjetiska vetenskapsa- menten vid tillkomst och utveckling av rovs. skulle varit en ”demonstration av styrka ler Vetenskapsakademien föll till föga för kunna ha högsta kvalitet i Nobelprisar- kademien att inkomma med nomine- maser. Vid en prisbelöning bör Townes hos Rysslands kulturliv med 3 fysiker + dessa påstådda sovjetiska påtryckningar betet är att vara säker på att få så många ringsförslag. Dessa inbjudningar var per- därför enligt kommitténs mening sät- Detta blev även kommitténs förslag och en författare på podiet”, men så blev det eller var uppfyllda av Focks uppmaning nomineringar från institutioner runt om sonliga till varje medlem av fysikklassen, tas främst.” Men det fanns ju även no- slutligen Vetenskapsakademiens beslut. inte, Pasternak tvingades avsäga sig priset om att ge ett gott intryck på världsopinio- i världen att man inte missar någon vik- eftersom forskningssystemen i östeuropa mineringar av de sovjetiska insatserna, Inga politiska hänsyn uttrycks alltså i men fysikerna fick resa. nen vet vi inte, men Nobelpriset i fysik tig insats. Därför har man sedan prisets skilde sig från de i resten av världen. No- även om det var: ”Ett besvärligt problem motiveringarna, men klart är att flera års Att litteraturpris kan ges politisk 1964 tilldelades med ena hälften Char- instiftande skickat ut inbjudningar till belnomineringssystemet är i första hand […] att väga pionjärprestationerna på arbete för att få nomineringar från Sovjet innebörd och att fredspriset självklart har les H. Townes och den andra hälften till universitet världen över. Och just i detta utformat för att få nomineringar från fy- maserområdet i USA och i USSR mot hade gett ett flertal nomineringar 1964 av det är således tydligt, men kan vi av ovan Nikolaj Basov och Alexander Prochorov sammanhang kan vi se att kommittén sikinstitutioner vid universitet. I Sovjet varandra.” För att vidare bedöma detta Basov och Prochorov. Och delningen var nämnda exempel sluta oss till att de na- för grundläggande arbeten inom kvant- försökte lösa problemet med att få nomi- förekom endast måttligt med forskning område hade fysikkommittén för första vetenskapligt motiverad om än med för- turvetenskapliga priserna alltid står fria elektroniken, som lett till framställ- neringar från östländerna och särskilt från vid universiteten, det var vid Vetenskaps- gången i sin historia bjudit in två externa behållet ovan. från politiska tolkningar och hänsyn? ningen av oscillatorer och förstärkare Sovjet. akademiens institut som forskningen granskare. Ditintills var det bara de fem Det anonyma brevet som misstänkte enligt maser-laser-principen. Därmed När fysikkommittén försökte få främst bedrevs. Därför var Nobelkom- personerna i kommittén som gjort spe- sovjetiska påtryckningar mot den svenska Det bästa intrycket på världsopi- hade för första gången ett Nobelpris i mer information om forskning i Sov- mittén tvungen att utnyttja möjligheten cialutredningarna över varje års mest in- Nobelkommittén och som drog en lans nionen fysik delats mellan öst och väst. Tidigare jetunionen skrev man dit och bad att få att göra individuella inbjudningar om än tressanta nomineringar. I den ena externa för att Townes ensam skulle få Nobel- Några år senare, efter några av det kalla hade ett kemipris delats 1956 och där- svåråtkomliga ryska publikationer. Och i parti. Trots dessa riktade individuella in- utredningen stod: priset avslutade sin plaidoyer med: ”This krigets största kriser, kom två sovjetiska bjudningar var det inte alltid det kom no- note comes out of real concern for justice, och en amerikansk fysiker att dela No- mineringar från Sovjet, och om de kom Hade Townes även upptäckt tre- objectivity, and the feelings of a superior belpriset i fysik 1964. Beslutet om fysik- var alla oftast av samma åsikt. nivå principen, det enda väsentliga human being, Charles Townes (physicist, priset ska inte ta några politiska hänsyn, han har förbisett, skulle jag, om jag educator, Christian, devoted family man, men det var inte alltid så omvärlden upp- Externa granskare vore i beslutande ställning, inte tveka a very cultivated person) –”. fattade det hela. Den sovjetiske fysikern Förslag om att prisbelöna maser och la- om att ge honom ett pris ensam. Som Världsopinionen eller kristen familje­ Vladimir Fock verksam i Leningrad och ser hade börjat dyka upp 1958 och se- situationen nu är, skulle jag kan- far, Townes själv verkar ha varit mindre ledamot av den sovjetiska vetenskapsaka- dan kom de i en allt stadigare ström för ske närmast vara böjd att föreslå, att bekymrad om saken och hade redan demien avslutade sitt nomineringsbrev att 1964 vara det område som fick flest Townes får ett halvt pris samt Basov innan Nobelpriset besökt sina sovjetiska för ett delat pris mellan den sovjetiske nomineringar. I Nobelkommitténs all- och Prochorov vardera en fjärdedels, kollegor och diskuterat de gemensamma fysikern Prochorov och den amerikanske männa sammanställning 1964, den s.k. främst för deras ’upptäckt’ av tre-nivå fysikintressena, vilket till slut är viktigast fysikern Townes med att framhålla att ett Kapprocken, går man igenom de fysika- principen. En sådan fördelning inne- att poängtera. delat pris ”utan tvekan skulle ge det bästa liska principerna för maser och laser och bär dock, enligt mitt förmenande, en intrycket på världsopinionen”. Från USA konstaterar att Townes utan tvivel har viss undervärdering av Townes domi- Karl Grandin Centrum för vetenskapshistoria fick Nobelkommittén å andra sidan ett Slutet på V. Focks nominering av Prochorov och Townes. ”varit initiativtagare till, och ansvarig för, nerande insatser och nog något av en

16 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 17 lise meitnerdagarna unga i fokus

Lise Meitner-dagarna inspirations källa för ungdomar

et är sällan man får prata med sitet. Oscar och Julia har dessutom varit annat datortomografi-förr, nu och i fram- ”Det är så skönt att träffa jämnåriga så många glada och positiva svenska representanter vid den interna- tiden som Kristina Ydström berättade Information om, och anmälan till, med samma intresse och gymnasister som under Lise tionella fysikolympiaden i Zürich (IPhO om. Lise Meitnerdagarna 2018 finns på nyfikenhet på fysik”. DMeitner-dagarna som ge- 2016). Julia Järlebark, programansvarig i ar- http://www.lisemeitnerdagarna.se nomfördes för tredje gången 24-25 no- Det finns många olika delar i projek- rangörsgruppen, gjorde en annorlunda vember 2017 vid AlbaNova, Stockholm. tet som måste klaffa, allt från hämta lång- presentation av Lise Meitner. Julia såg Det var 105 gymnasister från hela landet väga föreläsare vid Arlanda till att kolla att ”En världsberömd nobelpristagare” fram- den andra dagen samlades deltagarna för bara en halvtimme försenad klev Law- som tillsammans satte stämningen. Ar- antalet lunchboxar stämmer. De som del- för sig och gjorde ett tankeexperiment laborationer i Vetenskapens hus lokaler. rence Krauss in i Oscar Kleinsalen, direkt rangemanget var lyckat och programmet tar i arrangörsgruppen bygger snabbt per- om Lise Meitner hade varit man. Mycket Laborationerna var av två slag, tidigare la- från Arizona, med jetlagg och allt vad det imponerande. Gymnasisterna kände sig sonliga nätverk inom fysikersamhället. intressant presentation! borationer från Wallenbergs fysikpris och innebär. Bra jobbat av arrangörsgruppen! utvalda och flera av dem uttryckte det till Det var en förväntansfull skara av Dagen fylldes med flera intressanta Vetenskapens hus egna laborationer. Lawrence Krauss höll en intressant FA som deltog under dagarna. gymnasister från hela landet som anlände ämnen och föreläsare och under lunchen Efter lördagens lunch väntade den presentation ”Hidden Realities: From the Arrangörsgruppen, Maja Arvola, till Stockholm och AlbaNova, redan un- fanns också utställare på plats, allt från häftiga avslutningen med Lawrence neutron to the Universe” och tog ung­ projektledare, Oscar Vallhagen, Julia Jär- der torsdag eftermiddag 23 november. De astronomisk ungdom till Linköping uni- Krauss från Arizona som föreläsare. Det domarna med storm. Många gymnasister lebark och Lara Sheik har tillsammans inkvarterades på Hotel Birger Jarl mitt i versitet som informerade om sina utbild- var dramatiskt att få allt att klaffa och ar- stannade kvar efteråt för att ställa frågor, gjort ett fantastiskt jobb. Alla i arrangörs- City och redan före ankomsten hade del- ningar. rangörsgruppen jobbade mot klockan. men många hade restider att passa och var gruppen är fysikstudenter vid olika uni- tagarna fått en proffsig information som Ellen Moons var sist ut av föreläsarna Lawrence Krauss hade försovit sig och tvungna att skynda iväg till olika trans- versitet och högskolor och planerar och tog upp allt från vägbeskrivningar, pro- med att berätta om solcellers inre liv. missat planet till Europa. Arrangörsgrup- porter. arbetar med arrangemanget vid sidan av gram och klädkod vid den gemensamma Den första dagen avslutades med en pen lyckades boka om flygbiljetten och Fyllda av intryck, intressanta funde- studierna. Många i arrangörsgruppen har middagen på fredagskvällen. festlig gemensam middag på Hotel Birgel nu gällde det få föreläsaren på plats i tid. ringar och mycket ny kunskap blev det tidigare varit deltagare vid Lise Meitner- Det var två intensiva dagar som vän- Jarl där deltagarna bodde som nu fick till- ”Avslutningsceremonien” av de fan- säkert en ”ovanligt tänkande” resa hem Ellen Moons från Karlstads universitet. dagarna eller deltagit i Wallenbergs final- tade deltagarna. Efter invigningen följde fälle att lära känna varandra mer. tastiska dagarna genomfördes, innan för många. Deltagarna såg mycket nöjda vecka på Chalmers/Göteborgs univer- en rad intressanta programpunkter bland Det var ett tufft program. Redan 8.45 Krauss föreläsning, för att vinna tid och ut när de försvann ut i mörkret. ð

18 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 19 utfall

utfall lise meitnerdagarna INSTITUTIONEN FÖR FYSIK

Lawrence Krauss direkt från Arlanda.

ÄR DU GYMNASIELÄRARE I FYSIK? FÖLJ

Julia Järlebark, program­ansvarig för Lise Meitner-­dagarna 2017

Hur har du/ni lyckats få så många in- egentligen var jag generellt intresserad av tressanta och svårfångade föreläsare? naturvetenskap. Fokus på fysik blev det – Ja, det har varit en del jobb, men alla efter att jag i åk 2 på gymnasiet blivit till- MED har tackat ja direkt, berättar Julia glatt. På frågad av fysikläraren om jag ville åka till så vis var det ett roligt och trevligt arbete. Chalmers på en Wallenbergvecka, berät- Det var ett brett program med föreläs- tar Julia. ningar och ”Hiddden Realities: From the Fysikersamfundets ordförande Anne- neutron to the Universe” med Lawrence Sofie Mårtensson hade vid det här till­ Krauss från Arizona State University. fället fått klartecken till att bjuda ett Hur lyckades du egentligen få professor antal tjejer, VIP gäster, under Wallenberg­ Lawrence Krauss från Arizona State tävlingens finalvecka. University att komma, en mycket upp- På vilket sätt påverkade den här VIP- TILL tagen och eftersökt föreläsare? veckan dig? Julia berättar att hon var student- – Det blev den bästa veckan i mitt liv deltagare under Fysikdagarna 2016 vid hittills, svarar Julia med eftertryck. Ingen Chalmers/GU och då råkade hon hamna ner-dagarna 2017 i Stockholm och han tvekan, känslan av att vara med gymnasis- vid samma bord som Lawrence Krauss till tackade ja direkt. ter med samma funderingar var överväl- middagen. Krauss var huvudtalare vid Fy- Hur lyckades ni finansiera det? digande och fortsätter sikdagarna i Göteborg och drog mycket – Lawrence Krauss ställde upp utan – Det var VIP-veckan för tjejer på forskare och intresserade från hela Sve- ersättning för föreläsningen, berättar Julia Chalmers i åk 2 som gjorde att jag verkli- rige. med ett nöjt leende. gen började plugga fysik, vilket räckte till CERNVarje år arrangerar institutionen för fysik vid Göteborgs Vi erbjuder även tre gymnasielärare i fysik att följa med. Julia berättar: Varför blev det just fysik för dig? att bli en av fem svenskar vid den Interna- universitet en studieresa till partikelfysiklaboratoriet CERN Resan äger rum 3-6 maj 2018 och är avgiftsfri. Kostnader – Jag frågade helt enkelt om han Min fysiklärare på gymnasiet Marcus tionella fysikolympiaden i Zürich 2016, i Schweiz för studenter på vårt fysikprogram. för flygresa ersätts inte. kunde tänka sig att komma till Lise Meit- Erhagen såg nog mitt fysikintresse, men avslutar Julia vårt korta samtal.

20 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 Mer information hittar du på www.fysik.gu.se/cernfysikaktuellt nr 1 • mars 2018 21 wallenbergs fysikpris wallenbergs fysikpris

Bucht (Malmö Borgarskola) och Adam Warnerbring (St Petri i Malmö). Dessa två åker nu tillsammans med Samuel Hvitfeldtska gymnasiet Andersson (Uddevalla gymnasieskola Östrabo), David Hambreus (Lugnet- gymnasiet i Falun) och Björn Magnusson segrare i skoltävlingen (Katedralskolan i Lund) till den Europe- iska fysikolympiaden, EuPhO, som i år Beskedet om förstapriset behövde inte postas när ett trettiotal fysiklärare arrangeras i Moskva. samlades på Hvitfeldtska gymnasiet första helgen i februari för att rätta årets inskickade lösningar till Wallenbergs fysikpris. Det var nämligen Hvit- Fysikvecka och Nordisk-Baltisk feldtska i Göteborg som tog förstaplatsen i årets skoltävling. Skolans tre fysikolympiad bästa elever, Alexandru Golic, Emil Ingelsten och Ludvig Liljenberg, fick För finalisterna väntar nu en ”fysikvecka” tillsammans ihop 74 p och slog därmed andrapristagarna från Malmö Bor- på Chalmers och Göteborgs universitet garskola med en poäng. med föreläsningar och laborationer. Till denna vecka bjuder vi också in sex flickor Hur många gånger dyrare är energin från torna i en bläckstråleskrivare? Uppgiften från årskurs 2 som deltagit i uttagnings- ett 1,5 V batteri än energin från elnätet? uppmärksammade att det nu är femtio tävlingen men inte nått ända upp till fi- Och hur lång tid tar det för en glasrörs- år sedan Hellmuth Hertz, professor vid nalplatserna. Vår förhoppning är att de säkring att lösa ut när strömmen ökar? Lunds Tekniska Högskola, fick ett av de under veckan får insyn i vad fortsatta fy- Som traditionen bjuder samlades första lördagen i februari ett trettiotal gymnasielärare på Det var två av de frågor som deltagarna i första patenten på bläckstråleskrivaren. sikstudier efter gymnasiet kan innebära, Hvitfeldtska gymnasiet för att rätta alla de inskickade tävlingsbidragen. årets uttagning till Wallenbergs fysikpris 516 elever från sextiofem gymnasie- och att de också blir peppade att satsa fick försöka besvara under den fem tim- skolor deltog tävlingen, och i år krävdes på ett nytt försök i Wallenbergs fysikpris mar långa tävlingen. Tävlingskonstruk- det betydligt fler poäng än tidigare, 23 nästa år. tionella fysikolympiad, IPhO 2018 i Lis- (Lars Fraenkel, Jim Lindholm och Lis- törerna Gunnar Ohlén, Fredrik Olsson av 30 möjliga, för att ta sig till final. De Under fysikveckan ägnas en dag åt en sabon. beth & Per-Uno Ekhom) samt inte minst och Susanne Tegler hade som vanligt ta- arton finalplatserna var ordentligt ut- experimentell delfinal. Den andra delen Ett stort grattis till finalister och vin- finansiären Stiftelsen Marcus och Amalia git fram intressanta och utmanande pro- spridda över landet, från Björknäsgymna- Ludvig Liljeberg, Alexandru Golic och av finalen äger rum under den Nordisk- nande skolor, och ett mycket varmt tack Wallenbergs Minnesfond. blem. På nästa sida kan du själv pröva att siet i Boden till de båda malmöskolorna Emil Ingelsten såg till att Hvitfeldtska Baltiska fysikolympiaden i Tallinn i slutet till alla som gör tävlingen möjlig: Inspire- lösa en av de andra uppgifterna: Vilken St Petri och Malmö Borgarskola. De allra gymnasiet i Göteborg tog hem förstaplatsen av april, och då avgörs det vilka fem av rande fysiklärare, tävlingskonstruktörer, Anne-Sofie Mårtensson spänning behövs mellan avlänkningsplat- bästa individuella resultaten hade Teodor i årets skoltävling. finalisterna som får delta i årets interna- kvartetten som håller i rättningsarbetet Svenska fysikersamfundet

En av årets uppgifter: Årets vinnare i skoltävlingen 2018 års finalister i Wallenbergs fysikpris Hur stor ska spänningen vara mellan bläckstråleskrivarens avlänkningsplattor? 1 Hvitfeldtska gymnasiet Goteborg 74 p Teodor Bucht malmo Borgarskola Malmo 29 p 2 Malmo Borgarskola Malmö 73 p Adam Warnerbring S:t Petri skola Malmö 28 p Det är i dagarna femtio år sedan Hell- 1,0 mm 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm Skrivarhuvud 3 Minerva gymnasium Umeå 70 p Samuel Andersson uddevalla gymnasieskola Östrabo uddevalla 27 p muth Hertz fick ett av de första patenten Papper 4 Polhemskolan Lund 69 p Alexandru Golic Hvitfeldtska gymnasiet Goteborg 27 p på bläckstråleskrivaren. Han var professor Piezokristall 5 S:t Petri skola Malmö 66 p David Hambraeus Lugnetgymnasiet Falun 27 p vid Lunds Tekniska Högskola och sålde ------5 Uddevalla gymnasieskola Östrabo uddevalla 66 p Hugo Eberhard Lars-Erik Larsson-gymnasiet Lund 26 p sedermera patenträttigheterna vidare ut- 7 Blackebergs gymnasium Bromma 63 p Hugo Ekinge Platengymnasiet Motala 26 p omlands. Denna typ av skrivare är såle-

7 Danderyds gymnasium Danderyd 63 p Bjorn Magnusson katedralskolan Lund 26 p des en från början svensk uppfinning. En 0,5 mm +++++++ 9 Katedralskolan Lund 61 p Emil Ingelsten Hvitfeldtska gymnasiet Goteborg 25 p variant av bläckstråleskrivare fungerar ge- Avlänknings- 0,5 mm 10 Sodra Latins gymnasium Stockholm 56 p Axel Lokrantz Polhemskolan Lund 25 p nom att bläck sprutar ut från ett skrivar- plattor Arvid Lunnemark malmo Borgarskola Malmö 25 p huvud som rör sig över ett papper. Inuti Simon Paulsson aBB Industrigymnasium västerås 25 p skrivarhuvudet skapas en kontinuerlig m Johan Zanichelli S:t Petri skola Malmö 25 p stråle av bläck med diametern 9,5 m Uppsamlare Axel Jernbacker katedralskolan Växjö 24 p och hastigheten 53 m/s. En piezokristall Droppgenerator Pump vibrerar så att droppar skapas med frek- Johan Karlsson Gymnasieskolan Spyken Lund 24 p vensen 100 kHz. De droppar som inte a) Beräkna hur lång sträcka i höjdled som b) Beräkna hur stor spänningen mellan Oliver Lindstrom minerva gymnasium Umeå 24 p ska hamna på papperet ges en elektrisk de oladdade dropparna avlänkas mellan avlänkningsplattorna maste vara for att Sigfrid Stjarnholm Bjorknasgymnasiet Boden 24 p laddning så att de avlänkas till uppsamla- droppgeneratorn och papperet på grund avlänka de droppar, som inte skall hamna Johanna Lidholm Polhemskolan Lund 23 p ren. När alla droppar avlänkas motsvarar av gravitationen. pa pappret, till uppsamlaren. strömmen som laddar dropparna 56 mA.

22 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 23 astronomi astronomi

Lugnet före stormen. Linjerna indikerar solvin- Jorden träffas av en hyggligt kraftig koronamass- vårt vanliga väder kan man tänka sig att inga kraftledningar, inga elektriska sig- dens flödesriktning samt jordens magnetiska utkastning i december 2006. Sådant är inte så det finns extremt rymdväder. Vart hund- nalsystem och ingen radiokommunika- fältlinjer. Färgskalan visar partikeltäthet från ovanligt. rade år kommer det kanske en exceptio- tion. Människors liv var inte avhängigt av blått (104 partiklar per kubikmeter) till rött nell orkan. Klarar vi oss då? datorer, kylskåp och andra elektriska ap- Extremt (109 partiklar per kubikmeter). Solvinden blåser Märkesåret i sådana diskussioner parater. Ingen flygledning slutade fungera från vänster i bild. är 1859. Den 1 september detta år var för att någon radaranläggning visade fel. den flitige privatastronomen Richard Det fanns inga astronauter och inga navi- C. Carrington1 i färd med att teckna av gationssatelliter. en solfläcksgrupp vid sitt observato- Idag är allt annorlunda. Vårt samhälle rymdväder rium i London. Plötsligt såg han ett par är fullständigt beroende av teknologi som intensivt lysande ljuspunkter invid sol- kan vara känslig för rymdväderseffekter. fläckarna. Under de följande minuterna Vad skulle hända om en dylik ”Carring- ändrade dessa form och position för att ton-händelse” inträffade nu? Det Car- olens ständigt föränderliga Man ska inte glömma att dessa dy- länge vi håller oss på jordytan. Men vår sedan blekna bort. Ingen hade någonsin rington såg med sitt teleskop kallar vi magnetfält yttrar sig i det vi namiska och imponerande fenomen teknologiska miljö påverkas och vårt sam- sett något liknande. Ännu märkligare var idag en extremt kraftig flare. Det han kallar solaktivitet. Denna till trots så är solens totala utstrålade ef- hälle har därmed blivit allt känsligare. vad som hände de följande timmarna och inte kunde se var den stora och energe- orsakar bland annat kraftiga fekt mycket stadig. Solaktiviteten är Det gäller förstås allt som har direkt eller dagarna och som väckte tanken att solen tiska koronamassutkastning som skedde variationer i de korta och egentligen små krusningar i det stora indirekt med rymdteknik att göra (vilket kanske påverkar jorden på andra sätt än samtidigt. De stora effekterna kom när Slånga ändarna av solens spektrum: ultra- energiflödet som huvudsakligen består är mycket nuförtiden), men även jord- genom det vardagliga solskenet som ger denna träffade jordens magnetosfär. När violett/röntgen samt radio. Därtill kom- av ljus i det synliga och nära infraröda bundna telekommunikationer av olika ljus och värme. De nyuppfunna magne- så sker utlöses en magnetisk storm och mer utströmningar av materia. Det blå- området. Men det är mycket spännande slag, kraftöverföring och signalsystem tograferna visade att jordens magnetfält nere på jordytan innebär en sådan att ser alltid en solvind – men densitet och krusningar och deras varierande inver- Nu har förstås inte rymdväder orsa- började variera kraftigt. Extremt kraftiga magnet­fältet hastigt varierar till styrka hastighet varierar. Därtill kommer hög- kan på vår omgivning kallas rymdväder. kat världens undergång än, och mindre polarsken lyste upp himlen ända ner i och riktning. Varierande magnetfält kan

energetiska partiklar som accelereras vid Nere pa jordytan skyddas vi fran många problem ar mest en angelagenhet for de 1 tropikerna och fick den amerikanska förstås inducera strömmar. Den konse- olika slags utbrott i solatmosfären. Och sorters strålning av atmosfaren medan narmast inblandade. För samhället i stort Ytterligare en solobservatör, Richard Hodgson, landsortsbefolkningen att gå upp ur sina kvens man fruktar mest är att oönskade bevittnade fenomenet från en plats bara några så koronamassutkastningar när mycket jordens magnetfält modererar effekterna innebär det vissa störningar och kostna- mil därifrån. Men av någon anledning är det sängar då de trodde att morgonen grytt. strömmar byggs upp i elnätet och förstör stora plasmamoln slungas iväg tillsam- på olika sätt. Alltså är rymdväder till föga der som försvinner i bruset från alla våra Carringtons namn som kommit att förknippas Det slog gnistor ur telegrafstationerna. kritiska komponenter. En sönderbränd mans med sitt magnetfält. besvär för oss som biologiska varelser, så övriga bekymmer. Men precis som med med händelsen. Men det var också allt. År 1859 fanns det transformator kan bytas ut. Men om

24 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 25 astronomi bokrecension Kosmiskt Pussel: Försöken att förstå universum

östen 2017 – vi skakas av upptäckter av kollisioner i vårt universum – kollisio- ner som hände för länge se- dan mellan avlägsna svarta hålH och mellan mycket täta neutronstjär- nor. Och mycket passligt kommer boken ”Kosmiskt pussel” som vetenskapsjourna- listen och fysikern Joanna Rose pusslat på under några år. Joanna Rose har sin fysik- utbildning från Warszawa universitet och hennes polska bakgrund visar sig i fan- Jorden träffas av en hypotetisk koronamassutkastning i ”Carrington-klass”. Förebilden ägde rum i juli tastiska citat från Wislawa Szymborska 2012. Den missade jorden men registrerades av rymdsonder. (nobelpris i litteratur, 1996) som inleder Samtliga bilder: NASA's Scientific Visualization Studio, the Space Weather Research Center (SWRC), varje kapitel. Det kosmiska pusslet som the Community-Coordinated Modeling Center (CCMC) and the Space Weather Modeling Fram- Rose har skrivit ihop är fascinerande och ework (SWMF). hennes livliga språk tar oss ner till jorden med jämna mellanrum. Joanna Rose har transformatorerna i en hel region förstörs förståelse förbättras för hela den långa tosfären. Vid Totalförsvarets forsknings- intervjuat många fysiker och filosofer, Författare: Joanna Rose kan det ta mycket lång tid innan nätet kedja av processer som börjar i solens institut (FOI) forskas på de strömmar och hennes arbete som vetenskapsjourna- Antal sidor: 370 kan byggas upp igen. Och när vi tänker inre, fortsätter i solens yttre atmosfär, vi- som induceras vid jordytan vid geomag- list och författare för många arbeten, bl.a. oss ett modernt samhälle med elförsörj- dare genom den interplanetära rymden netiska störningar. Förhoppningen är att på Forskning och Framsteg, ger oss ett Vikt: 595 g ningen utslagen i veckor är det apokalyp- till jordens magnetosfär, därifrån ner till dessa bidrag ska hjälpa till att skapa ett fint urvalt faktaunderlag för det kosmiska ISBN 9789188123954 tiska scener vi ser framför oss. Den ame- jordytan och de effekter som en magne- globalt system för att förutsäga extrema pusslet. Intervjuer med svenska forskare Förlag: Volante, 2017 rikanska vetenskapsakademin har gjort tisk storm ger där. Rymdforskningsorga- rymdväderhändelser och de effekter dessa gör också att boken kommer nära oss alla, en studie där kostnaderna i USA för en nisationen COSPAR har publicerat en har på jorden. vi kan själva ställa frågor till dessa nu ak- Carrington-händelse idag uppskattades ”vägkarta” som talar om vad som behöver Någon gång i framtiden är förhopp- tiva forskare. Det kosmiska pusslet är fascinerande sum kommit till (vet vi säkert idag?), hur till 2 biljoner dollar. göras. ningen att ett sådant pålitligt prognos­ Med sju kapitel och en levande inled- för det kombinerar fysikens allra minsta tankarna har gått hos olika forskare och Sällsynta händelser är svåra att studera I Sverige görs insatser på flera länkar system finns på plats. Och en dag kanske ning (Är det galet nog nu?) förs vi från och fysikens allra största enheter, vi rör till slut- signalen från kolliderande svarta just eftersom de händer så sällan. När det i denna kedja. Ett exempel är ett forsk- det blir prövat på allvar. starten, ”Big Bang?” till pusslets lösning? oss över många många storleksordningar hål detekteras från ett internationellt gäller att skydda sig för farliga händelser ningsprojekt finansierat av Myndigheten om en evighet och multiversa, via parti- som också gjort att Rose ibland funnit sig samarbete med flera tusen forskare som är förvarning A och O. Vet man att något för samhällsskydd och beredskap (MSB). Dan Kiselman kelsoppa, stjärnkittel, relativitet, kosmisk nödgad att skriva ut alla nollor. Och det ihärdigt har arbetat mot detta i många år- är på väg kan åtgärder vidtas för att säkra Inom detta utvecklar vi på Institutet för Institutet för solfysik, tango, kvantfysik, yin & yang, takyoner, kosmiska pusslet är inte bara fysik, det är tionden. Det är signalen från det mycket Institutionen för astronomi systemen och exempelvis koppla ur käns- solfysik (Stockholms universitet) metoder Stockholms universitet maskhål, knyckla ihop rumtiden, sci- astronomi, det är biologi, det är filosofi stora. Men, ännu saknar vi signalen från liga komponenter. Men givetvis vill alla för att ur observationer av solen härleda ence fiction, kaos, antropiska principen, och i Joanna Roses version också veten- det mycket lilla, strängen, och här fortsät- ha mycket pålitliga prognoser innan man magnetfältets struktur i solkromosfären. kvantvibrationer, apokalyps, existentiellt skapshistoria om hur de enskilda fors- ter pusslet. Kanske kan vi få en fortsätt- gör drastiska saker som i sig ger samhälls- Andra delar av projektet görs av Institutet hot! karna och forskarna i stora, globala sam- ning av Joanna Roses kosmiska pussel? störningar. for rymdfysik (Uppsala) där man studerar När jag avslutat sista sidan och den arbeten bygger upp vår kunskap. Hennes För att kunna göra tillförlitliga prog- hur koronamassutkastningar fortplantar fina ordlistan och förslag till mer läsning pusslande ger oss klarare samband i alla Elisabeth Rachlew noser för extremt rymdväder måste vår sig i rymden och växelverkar med magne- vill jag börja om från början- och gör det. osannolika scenarios om hur vårt univer- KTH

26 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 27 vardagens fysik vardagens fysik

lagrade i ett kontaktlöst läsbart chipp. Chippet rymmer 32 kbyte, varav jpg- fotot tar 15 – 20 kbyte. Informationen Närkontakt är inte krypterad. Men den skyddas med hjälp av ”Basic Access Control”, vilket innebär att de maskinläsbara raderna måste läsas för att ge access till informa- (av tredje graden?) tionen på chippet. Sådana pass har följande symbol:

Färdmedel De alltmer förekommande Figur 2: Itudelat smartcard för 13,56 MHz Lokaltrafikbolag som SL, Skånetrafiken, kontaktlösa bankkorten kan från Västtrafik. Chippet syns uppe till vänster Västtrafik och många andra använder innanför antennslingorna. Upptill syns läsarens plastkort med NFC. Reskassa fylls på avläsas genom att informatio- magnetiska fält, vilket inducerar spänning i en genom att beloppet trådlöst skrivs in på nen förs över trådlöst från kort passiv tagg. kortet. Med NFC-mobil och lämplig app till avläsare med NFC (Near kan man exempelvis läsa av saldot genom att hålla kortet mot mobilen. Field Communication). Likaså Figur 1: Till vänster en ca 3 cm tagg för 13,56 NFC finns kontaktlösa port- och MHz med spole och chipp. Upptill en ca 10 cm NFC (Near Field Communication), munikation, utan risk för avlyssning Bibliotek dörrnycklar, liftkort, pass, färd- lång tagg för 860 – 960 MHz med antenn och utvecklad från standarden ISO 14443, föreligger. Chippet i taggen stryps om Biblioteken använder RFID-frekven- chipp. är en delmängd inom familjen RFID- man med alltför hög uteffekt försöker sen 13,56 MHz istället för streckkoder. bevis, lånesystem på bibliotek, teknik, och som nämnts ovan arbetar öka läsavståndet. Osäkerheten kring tek- Chippet är passivt och brukar innehålla stöldskydd och en uppsjö av vid frekvensen 13,56 MHz. Därför gäl- niken gör dock att det finns en marknad namnet på biblioteket samt ett nummer andra tillämpningar, inkluderat ler det att designa spolen i det utrymme för plånböcker av metall som ska skärma som identifierar ett speciellt exemplar läsas på större avstånd, men är både större taggen erbjuder. För att få plats i exem- korten och även för kort som innehåller i bibliotekets katalog. Streckkoden på chipp i kroppen. och dyrare. pelvis ett bankkort utformas istället en störsändare. låntagarens bibliotekskort avläses och ”etikett”, en s.k. tagg, reflekterar tillbaka Antennen är taggens största del och ”NFC-antenn” som en platt spole med kopplas samman med informationen från Radiovågor ett svar till en läsare. dess utformning styrs av vilket frekvens- så stor area som möjligt (figur 2). Den bokens RFID. Vid återlämningen kan Hertz visade 1888 att elektromagne- Streck- och QR-koder kan inte änd- band taggen är avsedd för. UHF-området växlande strömmen i avläsarens spole ger Några tillämpningar RFID-taggen avläsas och böckerna kan tiska vågor kan färdas i luften och 1896 ras, medan RFID-taggar kan ha ett ger en halvvågsantenn på omkring 15 ett magnetiskt växelfält som inducerar en Pass automatiskt sorteras in i rätt bokvagn (fi- sände Marconi morsebudskap över en skrivbart minne som kan ändras många cm, medan de övriga två kräver orimliga växelspänning i taggens spole, vilken dri- Sedan 2009 har alla EU-pass (biome- gur 3). Tekniken har minskat biblioteka- mile hemma i Italien, 1898 över Engelska gånger. Dessutom kan RFID-taggar lagra antennlängder. Istället förlitar man sig ver en växelström i spolen tillräcklig för triska) data på ansikte och fingeravtryck riernas belastningsskador. Speciell stöld- kanalen och 1901 över Atlanten. Sedan mycket mer information, upp till 128 på induktivt kopplade spolar. En spole att taggen ska kunna sända sitt innehåll. dess har tillämpningarna ökat både i an- kbyte, men de kan inte, som streck- och är ingen antenn i vanlig mening, ty den Några vanliga antenner är det alltså inte, tal och fantasi och exempelvis har radio, QR-kod, överföras via epost eller SMS. saknar riktverkan och avläsning sker lika utan man förlitar sig på ömsesidig induk- TV och mobiltelefoner blivit en omistlig RFID finns inom flera frekvensområ- bra på ”antennens” baksida som fram- tiv koppling, ungefär som i en transfor- del i vår vardag. I Lagen om elektronisk den och de vanligaste är: sida (figur 1). ”Antenner” till HF klarar mator. kommunikation (2003:389) definie- Lågfrekvens (LF): 125–134 kHz sig med färre varv än LF. Därför kan spo- En NFC-enhet kan vara både läsare ras elektromagnetiska vågor i intervallet Högfrekvens (HF): 13,56 MHz len till HF etsas fram på ett substrat eller och tagg. Denna unika funktion gör det 9 kHz–3 THz som radiovågor. Ultrahög frekvens (UHF): 860–960 MHz tryckas med konduktiv färg, som hos ett möjligt för NFC-enheter att kommuni- smartcard (figur 2). cera peer-to-peer, vilket är en funktion RFID De vanligaste taggarna (passiva), har Det två vanligaste standarderna för som skiljer NFC från typiska RFID-en- Vid streck- och QR-kodsavläsning ingen egen strömkälla, utan absorberar 13,56 MHz RFID är ISO 15693 och heter. Det har gjort NFC till ett popu- skickas en ljussignal mot en etikett som energin till sin elektronik från radiovågen ISO 14443. Den förra är avsedd för ge- lärt val för kontaktlös betalning, vilket med sitt speciella mönster reflekterar till- RFID-läsaren sänder. De svarar med sitt nerella tillämpningar inom logistik, pro- fått mobilindustrin att inkludera NFC i baka ett interferensmönster som svarar unika id-nummer, som kommuniceras duktmärkning, accesskontroll, bibliotek, vissa mobiler. Att dela data som kontakt- mot numeriska värden. Här krävs ”ögon- med en databas. Känns id-numret igen mm. information eller fotografier mellan två kontakt” mellan avläsare och etikett. godkänns exempelvis en inpassering eller Den senare är avsedd för applikatio- NFC-mobiler är en enkel uppgift. Ibland Det behövs inte med radiovågor, registreras en vara. Taggen kan vara liten ner som kräver hög säkerhet mot avsikt- är spolen integrerad i batteriet, se därför vilket utnyttjas inom RFID (Radio Fre- och tunn nog för att passa in under en lig eller oavsiktlig manipulation. Denna upp vid batteribyte. quency Identification). Det är ett sam- vanlig prislapp eller kan sättas in under teknik används för betalkort i kollektiv- Läsavståndet för NFC är avsiktligt lingsnamn för tekniker för trådlös kom- huden på djur eller människa. En aktiv trafik, kontaktlösa bankkort, förbetalda kort, bara några centimeter, men läspro- Figur 3: Sorteringsbandet vid Stockholms stadsbibliotek. Boken åker längs bandet. Taggen läses av och munikation via radiovågor, där avläst tagg har egen strömkälla och kan därför ”klippkort” för gym, m.fl. tokollet i sig garanterar inte säker kom- boken förs åt sidan av de svarta gummirullarna och hamnar i rätt bokvagn.

28 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 29 vardagens fysik fysikaliska leksaker

märkning behövs inte heller för chippet diabetes, epilepsi, Alzheimer, allergi, pa- har s.k. EAS (Electronic Article Surveil- cemaker m.m. Taggen kan sättas på ett lance) som larmar vid utgången om man armband och alltid vara med, så att sjuk- ”glömt” registrera lånet. vården snabbt kan få både identifikation och medicinsk information vid ett nöd- Idrottsmätningar läge. Informationen kan sedan skickas Tidtagning inom idrotten kan ske genom från ambulansen och nå sjukhuset före att den tävlande förses med en RFID-tagg patienten. (figur 4). Den kan sättas i nummerlappen eller på benet. RFID-implantat Ett vanligt chipp är cirka 12 mm långt, som ett stort risgryn (figur 6). Varje chipp har ett unikt id och man måste övertala fastighetsägaren, gymmet, diskoteket Figur 5: En självhäftande tagg (NTAG213), etc. att lägga in det i sitt system. Även SJ Figur 4: En 10 cm x 3 cm RFID-tagg för UHF, diameter 25 mm och tunn som ett klistermärke. accepterar chipp (MIFARE Ultralight att fästas på nummerlappen. Chippet rymmer 144 byte. NTAG216 13,56 MHz), men då måste man själv skriva in sitt SJ prio-medlems­ Bild 1 Taggarna läses av antenner i mattor på kallade online-kontroller, från vilka data nummer i sitt chipp för att SJ ska veta marken eller vid sidan. Vissa taggar ak- till tidtagningssystemet förs över i realtid vem chippet tillhör. Man kan också skriva Bild 2 tiveras på frekvensen 125 kHz och sva- för att göra tävlingen mer spännande att in text och exempelvis använda det som rar på 6,8 MHz, en frekvens som lättare följa för både åskådare och andra delta- ett digitalt visitkort. RFID-chipp (ISO tränger genom ”absorberade” hinder och gare i tävlingen. 11784 eller 11785) kan exempelvis an- Knappsnurran klarar datahastigheter upp till 128 kbit/s. Löptider inom friidrott mäts inte med vändas för att registrera hundar i Hund- Är läsavståndet stort används aktiva taggar, utan med fotocell och kamera. registret eller att låta katten öppna sin taggar, där vissa system bygger på BLE lucka. Nötkreatur inom EU födda efter ag hade inga köpta leksaker i min vridmomentet är M = 2rF tan(θ). Här är (Bluetooth Low Energy). Utöver större Programmera själv 1 januari 1995 ska märkas i båda öronen barndom, men det var ett stort nöje F är dragkraften från handen på tråden räckvidd har BLE en överföringshastighet Med NFC-mobil kan man med en app med gula originalbrickor, men kan också Jatt själv tillverka leksaker från var- och θ helixvinkeln, det vill säga trådens på över 2 Mbit/s, att jämföra med NFC programmera vissa chipp. Jag testade märkas med ett godkänt RFID-chipp i ett dagsprylar. En av dom var knappsnurran. vinkel mot rotationsaxeln. som högst klarar 424 kbit/s. med en självhäftande NFC-tagg (figur 5), av öronen. Man trädde en tråd genom två motsatta Förra året publicerade en forskar- Vid orientering har varje löpare en att öppna en specifik webbsida, när jag Tänk hur vår omgivning skulle te sig hål på en knapp, se bild 1. Sedan snurrade grupp vid Stanforduniversitetet i USA RFID-tagg (stämplingspinne) och vid höll mobilen nära taggen. De här funk- om det mänskliga ögat kunde tolka dessa man runt knappen som överst på bild 2, en artikel [2] med en mycket intressant kontrollerna finns en RFID-skrivare som tionerna fungerar bara med 13,56 MHz- frekvenser som någon sorts färg. kanske 20 gånger, så att trådarna snodde tillämpning av knappsnurran, där den överför tid och kontrollens ID-data till chipp. sig runt varandra. Därefter kunde man används som en centrifug. Knappen er- RFID-taggen när löparen ”stämplar” vid Max Kesselberg genom att periodiskt dra i och släppa trå- sattes med en pappskiva (radie 50 mm, kontrollen. Vid målgång läses taggen av Medicinska taggar Fysikum den få knappen att snurra runt mycket massa 2g), vilken nådde 125 000 varv/ Stockholms universitet och dess data laddas in i tävlingens data- En NFC-tagg kan innehålla medicinsk fort, se nederst på bild 2. Leksaken har minut, svarande mot en centrifugalkraft bas. En del av kontrollerna i skogen är så data för en person rörande blodgrupp, varit populär i årtusenden. På medeltiden på 30 000 g! Kostnaden för apparaten är hade man en benbit istället för en knapp extremt låg, bara några kronor, och drivs Bild 3 och kunde ”spela” med instrumentet. alltså med handkraft. Funktionen kunde Figur 6: Till vänster ett biochipp och Det är inte förrän mycket nyligen som kvantitativt modelleras (inklusive två till höger inopererat i en hand. man har förstått hur knappsnurran fung- para­metrar) genom att det totala vrid- utveckling av apparaten för andra ända- erar fysikaliskt. Dynamiken är ett kom- momentet på skivan beskrevs med bidrag mål genom utnyttjande av 3D-printer- plext fenomen, men med en enkel modell från inte bara handkraften utan också teknik. Se där hur enkla ”fysikleksaker” går det att få fram den grundläggande från luftmotståndet och trådvridningen. kan komma till stor nytta! förståelsen för mekaniken [1]. Det tvis- En kapillär med blod fästes på plattan och tade paret av snören formar en spiral, vil- efter 1,5 minuters dragande erhölls en Referenser ket vi teoretiskt ersätter med två mycket fullständig separation av plasmat från de 1. H. J. Schlichting och W.Suhr, Eur. J. Phys. 31 tunna trådar på en cylinder med radie r röda blodcellerna. På 15 minuter kunde (2010) sid 501-510 (trådens radie). På bild 3 syns tre krafter malariaparasiter isoleras. Apparaten är 2. M. S. Bhamla et al, Nature biomedical engine- som är tangenter till cylindern. Kraften i givetvis mycket viktig i miljöer där elek- ering 1 article 0009 (2017) trådarna har en tangentialkomponent Ft tricitet saknas och där kostnader är av- er lof ilsson som åstadkommer ett vridmoment­ 2rFt görande. Enkelheten och robustheten är P -O N på knappen. Man finner att det totala också attraktiva egenskaper för vidare­ Chalmers tekniska högskola

30 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 31 Fysikaktuellt Svenska fysikersamfundet Inst. för fysik och astronomi Uppsala universitet Box 516, 751 20 Uppsala

Gammadata | Improving Science Framtidens Laborativa Läromedel

Utbilda Gammadata Education morgondagens exklusiv representant för ingenjörer och Frederiksen Scientific forskare med ...

... Framtidens Laborativa Läromedel

Nya kompletta kataloger innehållande spännande nyheter.

Kontakta oss så skickar vi ut katalog till din skola.

Corporate Headquarters Sweden Sweden +46 18 56 68 00 +46 18 56 68 00 Finland Gammadata Instrument AB +358 40 773 1100 Box 2034 750 02 UPPSALA Norway +47 330 96 330 www.gammadata.se Webshop [email protected] www.gammadata.net fysikaktuellt nr 1 • mars 2018 33