Fysikblogg: Built on Facts

Det var länge sedan jag rekommenderade en fysikblogg, så nu tänker jag ta och presentera en av mina verkliga favoriter. Jag skulle önska att min blogg kan bli lite mer som Built on Facts av fysikdoktoranden Matt Springer.

Detta är en blogg som är inriktad mest på att diskutera fysik som inte nödvändigtvis är ny, men som är rolig och intressant. Det handlar ofta om problem i stil med dem man kan stöta på på grundutbildningen på universitetet, och han skäms inte för att använda matematik och formler. Det sägs ofta att formler skrämmer bort många läsare (det handlar väl om populärvetenskap som riktar sig till en allmänhet som knappt fått någon naturvetenskaplig utbildning), men någon ska ju skriva för dem som inte skräms av sånt också. Många inlägg är rätt lättsamma, en del mer djuplodande, men alla är välskrivna.

Jag ska ge några exempel från de senaste månaderna.

Rätt nyligen förklarades det här med fysiken bakom hur en bok roterar om man kastar den, alltså lite kort om principalaxlar och tröghetsmoment, och Euler-vinklarna får vara med på ett hörn. I ett annat inlägg berättar Matt att vatten faktiskt är lite blått, det är inte bara reflektionen av himlen. Han använder en en cirkusartist från cirka 1900 som exempel på cirkelrörelse och hur det funkar att köra en loop på cykel. Och så blev han inspirerad av samma artikel som jag om solens analemma, men tog det som utgångspunkt för att skriva om pirater och att navigera på havet.

Det är sakligt och precist, men aldrig torrt. Jag tycker verkligen att Matt har perfekt ton för att skriva om fysik som inte är nyheter från forskningsfronten, och peka ut roliga saker som jag inte har tänkt på sen jag pluggade.

Den här sortens saker hade ju för övrigt varit perfekt brevidläsning under grundutbildningen, kan jag inte låta bli att tänka. Jag har märkt att det mesta blir lättare och hanterligare om man är lite lätt bekant med det innan. Sådant som är fullständigt nytt ger lätt överbelastning på hjärnan när jag försöker lära mig massor av nya begrepp på en gång. Tänk om jag hade sett det här med principalaxlar, på det viset Matt presenterar det ungefär, innan jag läste klassisk mekanik. Till exempel. Det hade nog varit till hjälp och inspiration.

För att jobba med fysik behöver man en del matematik. På Built on Facts kan man följa serien Sunday Function där Matt kåserar kring en matematisk funktion och vad man använder den till. Det finns förstås en del mattetunga inlägg som inte är söndagsfunktioner, som till exempel den här lösningen av en konturintegral han nyss demonstrerade. (För mig är sådana starkt förknippade med relativistisk kvantmekanik, för det är det enda ställe jag stött på dem. Eftersom jag inte läst komplex analys framstod det där med konturintegraler som väldigt mystiskt. Bara en parantes.)

Även om det mesta inte har med den yttersta forskningsfronten att göra skriver Matt faktiskt också lite om saker som relaterar till hans egen forskning, till exempel inlägget Horses, Lasers, and Interferometric Autocorrelation. Det handlar om att registrera saker som händer fort, under korta tidsintervall. Han börjar med exemplet hur man lärde sig förstå hästars gångarter först när man hade kameror som kunde ta bilder så att man kunde studera förloppet. Så går han vidare till gränsen för de allra kortaste optiska pulser vi kan producera och mäta.

Built on Facts är alltså en väldigt matig blogg, som lyckas ta upp roliga och intressanta saker och som handlar om fysik nästan hela tiden.

Av vad jag har läst om vad som får folk att välja att prenumerera på vissa bloggar men inte andra, så är en anledning till att folk slutar läsa en blogg ofta att det skrivs för mycket där, postas för ofta så att man inte hänger med. Jag försöker ha inställningen att hantera det som dagstidningen: när jag kollar igenom de flöden jag prenumererar på tittar jag först bara på rubrikerna och skummar lite i början. Jag väljer några få inlägg som jag öppnar i egna flikar i webbläsaren och läser ordentligt. Det går helt enkelt inte att läsa allt, men jag vill gärna hänga med och inte missa vad som händer och därför prenumererar jag på rätt mycket.

Problemet är att det finns såna bloggar som Built on Facts, där jag vill läsa vartenda inlägg riktigt noga. Och Matt Springer uppdaterar i princip varje dag. Det är väldigt lätt att jag lagrar upp en stor mängd inlägg som jag väntar med, i förhoppning att jag ska ta mig tid att sitta och läsa ordentligt. Så kan det gå.

Sammanfattningsvis tror jag att det här är en blogg som passar intresserade gymnasister, folk som pluggar fysik på grundutbildningen eller som är intresserade men inte tillräckligt för att läsa vidare, gymnasielärare och andra som undervisar i fysik, och så såna som jag som gillar att bli påmind om fysik jag inte tänkt på sen ett tag. Dessutom tror jag att det finns en del att lära av Matt Springers stil. Som sagt, han har en perfekt ton och introducerar begrepp på ett bra och begripligt sätt.

Mer om antimateria: atomer och explosioner

Jag har visst blivit lite dålig på att följa upp på vad jag påbörjar här. Nu kommer i alla fall del två av min lilla miniserie om antimateria. Del 1: Antimateria i verkligheten.

Så här ser antimateria bara ut på film.

Det mest spektakulära med antimateria är förstås att den förintas när den kommer i kontakt med vanlig materia. Processen kallas på fackspråk för annihilation. Hela massan hos den förintade partikeln och antipartikeln omvandlas då till strålning, ”ren energi” som det lite flummigt brukar heta.

Strålningen ser lite olika ut beroende på vilken antipartikel som var involverad. Om det är en positron och en elektron som annihilerar blir resultatet två fotoner (ljuspartiklar), vardera med en energi som motsvarar elektronens massa enligt världens mest kända ekvation: E=mc². En antiproton annihilerar på ett mer invecklat vis, ofta till en uppsättning partiklar som kallas pioner.

När man producerar och hanterar antimateria måste man alltså se till att ha bra vakuum, för varenda luftmolekyl som är i vägen bidrar till att förstöra experimentet.

2002 fick ATHENA-experimentet vid CERN, det stora acceleratorlaboratoriet i Geneve, stor uppmärksamhet när man meddelade att man lyckats producera stora mängder kallt antiväte, alltså antiatomer av väte med låga hastigheter. CERN har en lång historia av experiment med antiprotoner, och sedan 70-talet har man även producerat tyngre antiatomkärnor. Vill man kombinera dem med positroner till neutrala antiatomer är problemet att partiklarna produceras vid höga energier och därför rör sig så fort att de inte kan bindas till varandra.

Man kan kyla dem till exempel genom att låta dem passera genom en bit aluminium. Om den är lagom tjock kommer många antiprotoner att hinna passera igenom den utan att annihileras. Atomer består mest av tomrum, och en antipartikel måste passera genom många atomer för att det ska bli stor sannolikhet att den faktiskt kolliderar med en partikel. Däremot är atomer fulla av elektriska fält som antiprotonen kan växelverka med och så tappa rörelseenergi.

Antiprotoner som rör sig långsamt kombineras sedan med positroner i ett magnetfält som ser till att hålla partiklarna borta från apparatens väggar. De växelverkar där med varandras fält och tappar ännu mer energi, ända tills de är svala nog att kombinera till atomer. Antiatomerna har ju ingen nettoladdning, och därför hålls de inte instängda av magnetfältet längre utan läcker ut och annihileras så fort de stöter på en vanlig atom. Resterna från annihilationen fångas upp i detektorer, och det är så man ser att man producerat antiatomer. När man väl har observerat dem finns de inte längre.

Tekniken att fånga upp och lagra antiatomerna finns ännu inte, men håller på att utvecklas. En väteatom är visserligen elektriskt neutral, men den har ett magnetiskt moment som man kan använda för att hålla den i ett magnetfält. På något sätt måste man då få ut atomerna ur den magnetiska fälla som är avpassad för laddade partiklar och in i en av en typ som passar atomer. Om några år kan man nog klara det också.

Energi

För att nu knyta tillbaka till Dan Brown (och den där filmen det varit så mycket tal om — Angels and Demons alltså, byggd på hans bok) tänkte jag diskutera det där med antimateria som energikälla.

När vi nu kan tillverka antimateria och kanske snart till och med hantera och lagra antiatomer är det nära till hands att fråga sig om man inte kan använda det till en massa häftiga saker. Annihilation av antimateria är ju ett sätt att få ut all energi som är bunden i massa — kan inte antimateria fungera som en sorts väldigt effektivt och kompakt ”bränsle”?

Haken med detta är att vi inte har någon naturlig källa till större mängder antimateria. Positroner sänds ut i vissa typer av radioaktivt sönderfall, men att fånga upp dem för att utvinna energin i deras massa lönar sig sämre än andra sätt att använda de radioaktiva ämnena. Antipartiklar av många slag bildas också när kosmisk strålning faller in mot atmosfären, men av uppenbara skäl är det lite svårt att samla in dem.

Vi är alltså hänvisade till antimateria vi kan tillverka i laboratoriet, där partiklar och antipartiklar produceras genom att kollidera till exempel protoner vid enorma energier. Den massa som finns i antipartiklarna kommer inte ur intet, utan är bara en liten del av den energi vi pumpar in. Man kan aldrig få ut mer energi än man stoppar in, vilket borde vara bekant för var och en, och produktion av antimateria är ungefär det minst effektiva sättet att lagra energi man kan tänka sig. Då har vi inte ens börjat fundera på alla andra praktiska problem med att lagra och frakta det hela.

På nätet förekommer ett rykte om att kometer skulle bestå av antimateria, som man skulle kunna utvinna och så lösa världens energiproblem. Naturligtvis är det en helt ogrundad uppfattning. Visserligen är det en gåta hur det kommer sig att det inte bildades lika mycket materia och antimateria i Big Bang, men det verkar ändå vara så att världen är osymmetrisk och nu består av den ena sorten. Om vissa delar av universum bestod av antimateria skulle det finnas gränsområden som man skulle se tydlig annihilationsstrålning ifrån.

Alltså har vi inte någon lösning på världens energiproblem här.

Det här var ju kanske lite nedslående, men det visar sig som vi ska se att det finns andra områden där vi faktiskt kan ha nytta av antimaterian. Mer om det snart (och det ska inte ta en månad att åstadkomma nästa inlägg om detta!).

Mörk materia, big bang och litiumproblemet

Oktobernumret av New Journal of Physics har fokus på mörk materia och partikelfysik (rödmärkta artiklar en bit ner i innehållsförteckningen — allt finns online). Det är ju mitt fält, och det är en massa saker som skulle vara både roligt och intressant att läsa, så det ska jag väl försöka komma åt att göra.

Där finns bland annat den här översiktsartikeln om kärnsyntes i big bang och hur den hänger ihop med mörk materia. Jag läste på NEQNET-bloggen om ett problem som diskuteras i den artikeln, nämligen att det verkar finnas för lite litium i universum.

De vanliga beräkningarna man gör för big bang-kärnsyntes brukar tas upp när man talar om mörk materia, eftersom proportionerna av de lätta isotoper som bildades har ett samband med den totala materiatätheten. Man kan sen jämföra med observationer av hur mycket väte och helium universum faktiskt innehåller, och sluta sig till hur mycket vanlig materia, i form av atomer, som universum innehåller. Resten av den materia som finns är då förmodligen det vi kallar mörk materia. (Kolla till exempel här för att se en graf över sambandet.)

Allt det här passar ihop väldigt väl, förutom att andelen litium som bildades verkar vara för liten jämfört med standardberäkningen. Den ursprungliga litiummängden observeras genom att titta på första generationens stjärnor. Frågan är då om det här är ett astrofysikaliskt problem som har att göra med vad som händer med litium i stjärnor, eller om det är ett kosmologiskt problem där något annat händer i kärnsyntesen i big bang som man inte tagit hänsyn till i beräkningarna. Intressant här är att det finns supersymmetriska scenarier där närvaron av supersymmetriska partiklar leder till precis ett sånt här underskott av litium. Om den mörka materian består av det lättaste slaget av supersymmetrisk partikel (som man ofta antar) skulle mängden litium-7 alltså stämma med teorin. Det är ju onekligen lite intressant.

Nivå på denna blogg (lite meta)

Nu har jag bloggat här ett tag, och tycker att jag fått upp farten litegrann. Nu ska jag bara ha läsare också Det är ju jättekul när det kan bli lite diskussion, och jag lär mig oerhört mycket på sånt. När jag skrev om galaxrotation och mörk materia (innan jag startade Stjärnstoft och kugghjul) blev det en hel konversation i kommentarerna, om hur egentligen galaxers spiralarmar uppstår. Väldigt intressant och kul, sånt som tvingar mig att tänka en tanke till slut (eller i alla fall grunna vidare en bit).

Jag startade en separat fysikblogg när jag ville satsa på att skriva mer om sånt här, för att göra det lite lättare för folk som kanske mest bara är intresserade av fysiken och inte boknörderiet som jag oftast skriver om på Landet Annien.

Jag hoppas lite att det så småningom ska kunna finnas material här som till exempel kan vara kul för fysiklärare och för folk som läser populärvetenskapliga tidskrifter, men även för såna som jobbar med forskning själva. Eftersom jag inte vill nischa mig alltför mycket, och kanske skriver för lite olika målgrupper i olika inlägg, så märker jag inläggen med ”nivå”. Jag tänkte att nivån skulle ange ungefär hur mycket förkunskaper jag förutsätter hos de tilltänkta läsarna för att man ska kunna välja bara dem som passar en själv (eller åtminstone vara förvarnad om svårighetsgraden, sen kan man förstås läsa alla inlägg ändå om man vill).

Här är de nivåer jag tänkt mig:

1. allmän, förutsätter bara nyfikenhet
2. grundläggande, förutsätter att man vet ungefär så mycket som man (förhoppningsvis) lärde sig på grundskolan
3. gymnasiet, förutsätter gymnasiekunskap i fysik och kanske matte
4. intresserad, för läsare som är rätt insatta, läser mycket populärvetenskap och har sånt här som aktivt intresse
5. högskola, läsare som pluggar eller jobbar med fysik

Jag har inte skrivit något på nivå 4 eller 5 ännu, men de övriga kan man sortera fram genom att välja dem under ”Kategorier” här till vänster.

Funkar detta? Några synpunkter?

Nobelpriset och så

Jag har varit väldigt upptagen de senaste dagarna, så det här med Nobelprisen är ju gamla nyheter redan. Eftersom jag nu har en fysikblogg känns det som om jag åtminstone måste nämna årets nobelpris i fysik. Jag tänker dock inte skriva så mycket om det — många har redan gjort det, och väldigt bra. Jag tänkte bara kommentera att jag minns hur jag en gång i tiden satt och försökte förstå CCD-teknik och beskriva det för mitt specialarbete i gymnasiet.

Jag gjorde mitt specialarbete i fysik, om instrumenteringen på den svenska forskningssatelliten Freja (jag har ju alltid gillat detektorer). Den hade en kamera för att avbilda norrsken. Jag tyckte att det var rätt smart, men svårt att förstå så där som jag ville begripa. Jag ville ju kunna förklara det på nivån av den underliggande fysiken, och det var ärligt talat omöjligt med bara gymnasiefysiken och den tekniska informationen från forskarna som använde instrumenten. Det var så mycket svårare att söka information på den tiden också. I stället satt jag och lusläste samma stycke om och om igen, och ritade små figurer. Till slut skrev jag bara något allmänt. Det var också första gången jag stötte på ordet ”pixel”! (Är 15 år verkligen så lång tid?)

Om man bara bryr sig om den allmänna principen är det ändå inte så jättesvårt att förstå hur CCD funkar, och det är ju kul med ett Nobelpris som folk kanske kan prata om och inte bara få den där tomma blicken man alltför ofta möter när man nämner något som har med fysik att göra.

Man kan till exempel läsa den officiella informationen, författad av Kungliga Vetenskapsakademien.

Bloggare har förstås också sagt sitt. Vetenskapsnytt, lite kåserande, Under lagerbladet med figurer och lite mer tekniskt.

Och så har vi tidningar och tidskrifter, till exempel Naturvetaren och DN, fast där handlar det mer om forskarna än om själva fysiken.

Bland fysikbloggare på engelska vill jag särskilt peka ut Cosmic Variance, där Sean skriver om Practicality and the Universe, där han beskriver hur båda nobelpristeknikerna (optiska fibrer och CCD) användes för den stora kartläggningen av galaxer i Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Det här är faktiskt vagt relaterat till den forskning jag själv har sysslat med. Den här kartläggningen har varit väldigt viktig för förståelsen av den storskaliga strukturen i universum, hur galaxer klumpar ihop sig nära varandra. Det i sin tur har lett till att man kan göra simuleringar och räkna ut sådant som hur universums mörka materia beter sig. Bland annat genom detta vet vi att den mörka materian är sval, det vill säga att den består av partiklar som inte rör sig så väldigt snabbt. Det i sin tur säger en del om vilken sorts partiklar det kan vara — neutriner duger till exempel inte, de är så lätta att de rör sig nära ljusets hastighet och därför inte skulle kunna medverka till att bilda och hålla ihop de strukturer vi ser.

Allmänbildning, och att prata med andra forskare

Någonstans läste jag att forskare själva får sin forskningsinformation från populärvetenskap, så fort det handlar om något utanför deras eget smala område. Det verkar inte alls orimligt. Det skulle vara kul att se någon statistik på vilka de är som läser ”populärvetenskap” på relativt hög nivå, som till exempel Scientific American.

Det kan bli lustigt när man gör tvärvetenskapliga projekt, att försöka överbrygga kultur- och kunskapsgapet mellan olika sorters forskning. Jag läste i Symmetry Magazine om planerna på ett nytt djupt underjordiskt laboratorium (DUSEL). Där stod det om ett möte där olika sorters forskare mötts för att diskutera sina behov och vad de vill ha labbet till.

”Vänta nu”, avbröt en partikelfysiker under en presentation om underjordiska livsformer. ”Vad är en prokaryot?”

”Jo”, svarade talaren, ”det betyder troligen ungefär lika mycket för dig som neutrino-mixning betyder för mig”

(Min översättning. Heter det ”neutrino-mixning”? Det är vad jag skulle säga i vardagssammanhang, men det ser fel ut i skrift. Ovana kanske.)

I ett inlägg nyligen funderade jag en smula över ”allmänbildning”, och vad man borde kunna förväntas veta om olika saker. Andra har grunnat på samma sak, förstås. Jag tycker att en rimlig definition på allmänbildning är det som ingår i de gemensamma referensramarna i vår kultur — fast det är ingen exakt definition, och varierar väldigt mellan olika kretsar av människor. Man kommer alltid att vilja att det man själv tycker är viktigt ska ingå i fler människors referensram, och så kämpar man om uppmärksamheten.

Antimateria i verkligheten

Så här ser antimateria bara ut på film.

Det här lär vara en bild av en behållare med antimateria, som de ser ut i filmen Angels & Demons. Om jag hade en liten behållare med antimateria i skulle jag bli orolig om den lyste så här mycket. Någon process här producerar ljuspartiklar — fotoner. Är det rörelsen av de elektriskt laddade antimateriapartiklarna i det elektromagnetiska fältet som innesluter dem, som får dem att stråla så? I så fall rör de sig rätt fort, och jag litar inte på att de ska hållas kvar. Hur kan de hålla sig i en så liten volym om de rör sig hastigt, hur stabilt är fältet? Om det inte är rörelsen, är det någon sorts partikelreaktion som pågår? Varför blir det synligt ljus, och hur mycket strålar det hela i våglängder jag inte kan se?

Det är förstås inte meningen att det är så man ska tänka. På film är det viktiga att betydelsefulla pryttlar ser uppseendeväckande ut, så att de gör sig bra på den vita duken. Medan man ser filmen ska man lägga sina kritiska frågor åt sidan (det kallas suspension of disbelief — man bortser från det som är orealistiskt för att ta till sig en berättelse, som har andra kvaliteter än att avbilda verkligheten).

Hur som helst verkar den här filmen vara en bra utgångspunkt för att prata om antimateria. Jag har inte sett den själv, men jag har läst boken (nåja, delar av den).

Vad är då antimateria egentligen?

Det är en sorts invertering av vanlig materia, det hörs ju på namnet. Men hur då?

Vanlig vardagsmateria består, som man lärde sig i skolan, av atomer. Atomerna är i sin tur uppbyggda av tätt packade kärnor med protoner och neutroner, omgivna av moln av elektroner. Elektronerna är så vitt vi vet elementarpartiklar, som inte består av några mindre delar, medan kärnpartiklarna är uppbyggda av kvarkar.

På 1920-talet utvecklades kvantmekaniken, den teoretiska beskrivningen av hur atomer och elementarpartiklar beter sig. Paul Dirac var ett av de stora namnen inom området, och han satte sig ner för att försöka förbättra beskrivningen elektronen och dess växelverkan med det elektromagnetiska fältet på ett sätt som stämmer överens med relativitetsteorin. Hans ekvation fungerade mycket bra, men hade dessutom den lustiga egenskapen att den hade två lösningar: en som beskriver elektronen och en som beskriver en likadan partikel fast med motsatt laddning, en antielektron. Det här orsakade en del diskussion — kunde detta betyda att det verkligen finns sådana partiklar? Bara några år senare, 1932, kunde man faktiskt detektera antielektroner, positroner som de kallas, i kosmisk strålning. Sedan dess har antipartiklar varit vardagsmat i partikelfysiken, och man har så småningom kunnat observera antipartiklar till alla elementarpartiklar man känner till.

En antipartikel har enkelt uttryckt exakt samma egenskaper som motsvarande partikel, förutom att laddningarna har motsatt tecken. En partikel beskrivs av flera olika ”laddningstal” — på fysikerspråk: interna kvanttal — även en elektriskt neutral partikel har sin antipartikel. Ska man vara riktigt noga är beskrivningen av antipartikeln identisk med beskrivningen av en partikel efter att man har kastat om tecken på alla laddninga och samtidigt även på alla rumskoordinater och på tidens riktning.

En del av intresset för antimateria ur en fysikers synvinkel är att testa om den här symmetrin alltid och fullständigt gäller. Man är alltid på jakt efter tecken på luckor i standardmodellen för fundamentala partiklar och växelverkningar, för att kunna upptäcka intressant ny fysik. Det är också den största anledningen till att man är intresserad av att tillverka antiatomer och undersöka deras egenskaper. Mer om antiatomer i ett senare inlägg!

Tips för vidare läsning

Några länkar relaterade till CERN och Angels & Demons.

• Atlas-experimentets snygga webbsidor om Angels & Demons
• CERN is the front line in science fiction’s war against science — om vetenskap och sf-film. (Mycket sf-litteratur begriper sig faktiskt på vetenskap rätt hyfsat, och står snarast på försvarets sida i det så kallade ”kriget mot vetenskapen”.)
• A fiction thought to be fact, av en man som skrivit en bok om antimateria, och som tycker att det är dumt om folk tror att antimaterian i filmen är realistisk.

Forskarfredag i Uppsala, med Änglar och demoner

Jag hade faktiskt glömt bort att det var ForskarFredag idag, men jag råkade komma förbi Stora torget här i Uppsala mitt på dagen och se vad som var på gång. Vi tittade på solen i teleskop, men med en fyraåring i släptåg fick jag inte titta många sekunder.

Det fanns två tält uppställda, ett som var ”science café” och ett där det fanns lite utställningar och forskare på plats för att svara på frågor om läkemedel, vikingar, rymdforskning och annat. I café-tältet hölls program, och där fick man gratis kaffe eller saft om man köpte fikabröd.

Jag tyckte att det var rätt skojigt, och jag var nyfiken nog att gå tillbaka och lyssna lite på när Rickard Brenner skulle tala om ”Änglar och demoner – fakta eller fiktion?”. Det har varit rätt tacksamt på sista tiden att prata om partikelfysik med utgångspunkt från den där boken av Dan Brown som nyligen blivit film. Det var cirka tjugo personer närvarande som verkade vara ”vanligt folk”, såna som jag varken kände igen som fysiker eller som hade tröjor på sig som avslöjade dem som involverade i själva evenemanget.

Nu gjorde Brenner inte det hela till någon föreläsning direkt, utan han valde att göra det som öppen frågestund. Det kom en del av de vanliga frågorna om materia och partiklar, men också en del lite konstigare som kanske inte hade med vare sig Dan Brown eller partikelfysik att göra. Sånt måste man ju ta när man bjuder in till öppet samtal. Jag tycker att Brenner gjorde det riktigt bra att stå där och rakt upp och ner prata om det som råkade komma fram, men det märks att han är vanare att förklara vissa saker (till exempel antimateria) än andra. Det är svårt det där att kunna förklara saker i realtid, när man skriver har man ju tid att tänka efter och fundera på flera alternativa sätt att beskriva något.

Jag var ju där mest för att jag var nyfiken på hur det här går till, och för att jag försöker lära mig av folk som är bra på att förklara saker för att själv bli bättre på det. Det påminde mig i alla fall om en sak jag funderat på: kan det vara så att en stor andel av dem som läser populärvetenskap (eller tar del av den på annat vis, som vetenskapskaféer eller så) är utbildade inom naturvetenskap, kanske själva forskare inom något annat område? Som frågan ställts på sistone (har glömt var jag såg den): är de flesta läsare av vetenskapsbloggar själva vetenskapsbloggare? Här står jag, hemkommen från en postdoc jag ägnat åt detektorer för att söka efter mörk materia, och lyssnar på förklaringar om vad mörk materia är och hur man förväntas upptäcka den.

Jag kan i alla fall dela med mig av observationen att folk som jobbat på partikelfysiklaboratoriet CERN ofta verkar tycka att Dan Browns roman Angels and Demons är väldigt skojig bara för att den nämner platser och företeelser som de känner till (men som inte är riktigt som i boken). Jag hörde en gång, när boken var rätt nyutkommen, en föreläsning av en professor som lättade upp lite med citat ur boken. Hon förklarade att den var rolig att läsa för att fysiken är i den är så väldigt oväntad och överraskande!

Den som inte är fysiker kanske inte vet tillräckligt för att avgöra hur realistiska saker är, och då är det ju bra att man kan få chans att räta ut sina frågetecken. CERN har ju lagt upp information om vetenskapen bakom berättelsen på sin webbplats (på engelska). Jag har själv skrivit lite om antimateria en gång i tiden, jag kanske ska damma av den gamla texten och lägga upp den här.

Som fysiker tyckte jag att en av de knasigaste sakerna i Dan Browns bok var att någon skulle kunna ha ett hemligt laboratorium på CERN, och producera antimateria i smyg. Det är nämligen inte så att man kan köra en stor partikelaccelerator ensam utan att någon märker det. Det brukar också vara kamp mellan olika experiment om att få stråltid — att få använda de accelererade partiklarna till sitt experiment. Som romanförfattare kan man ta sig friheten att fullständigt strunta i hur det funkar i verkligheten, och de flesta kommer aldrig att bry sig om det, men det sticker i ögonen på såna som mig.

Kul i alla fall att den här boken trots att den knappast tar det där med fysiken på så stort allvar verkar ha lyckats få en del människor att ställa intressanta frågor.

Jordens rörelse, årstiderna och analemmat

Jag har lätt att bli förvånad när andra inte vet saker som för mig är så välbekanta att de ter sig självklara. Det är vanlig hemmablindhet förstås, men det får mig ofta att fundera på vad som ingår i ”allmänbildning” egentligen, och på vad jag själv inte vet som jag borde veta. För två år sen gick jag en kurs i praktiskt stjärnskådning (med astronomiska sällskapet i Kingston), och blev ganska brydd när det visade sig att det här med vad årstiderna beror på är ganska dimmigt för många vuxna.

Jag antar att jag tidigt präglades på någon bild från Bamses skola eller något uppslagsverk för barn. Det är inte så konstigt egentligen: jordaxeln lutar i förhållande till banan runt solen, och pekar hela tiden åt samma håll (man kan alltid se polstjärnan stå (nästan) stilla medan jorden vrider sig så att resten av stjärnorna tycks snurra). När vi befinner oss på ena sidan solen i den årliga banan lutar axeln mer mot solen, och då kan man se solen längre tid av dygnet och högre på himlen, och då blir det varmt och sommar. På motsatta sidan av året har vi korta dagar och vinter. Så enkelt att man undrar hur någon kan ha låtit bli att tänka på det. (Undrar vilka liknande vardagsobservationer jag själv kan ha missat?)

Tegelstensroman om en främmande planet (som är väldigt lik jorden) där vetenskap bedrivs i avskildhet från vanligt folk.

Jordens rörelse runt solen ger också upphov till den figur man kan se om man noterar solens plats på himlavalvet exakt samma tid varje dag: den kallas analemma och pryder bland annat omslaget till Neal Stephensons bok Anathem. Jag hittade för ett tag sedan ett väldigt uttömmande blogginlägg om varför vårt analemma ser ut som siffran åtta. Följ gärna länken, där finns massor av figurer och animerade grafer som visar hur lutningen och utsträckningen av analemmat som det ser ut från jorden beror av jordaxelns lutning och det faktum att jordens hastighet i sin bana varierar lite över året. (Jag önskar att jag hade tid och ork att göra så bra och tydliga blogginlägg!)

Det där med den varierande hastigheten är en följd av att jordens bana är lite elliptisk, och det kanske man minns som Keplers andra lag. När jag var i yngre tonåren och blev mer imponerad av saker ju mer komplicerade de verkade memorerade jag den här lagen som ”Den av radius vektor överfarna arean per tidsenhet är konstant”, och det låter ju lite mer högtravande än det behöver vara. Det viktiga är alltså att se att jorden rör sig fortare när vi är närmare solen, och långsammare när vi är längre bort.

Här följer ett analemma sett från mars (lånat från det här galleriet med bilder från planeten).

Månar

Jag har börjat läsa Galileo’s Dream av Kim Stanley Robinson, en roman om Galileo Galilei. Inspirerad av hans framgångar med att bygga förbättrade teleskop tog jag fram min fältkikare och gick ut på balkongen för att spana på jupiter. Månar! Kikaren och min vana är inte tillräckligt bra för att jag skulle kunna se alla fyra, men två var lätta att hitta. En snabb konsultering av min Observer’s Handbook talade om för mig att det var Europa på vänster sida och Ganymedes på andra sidan. Jag borde verkligen titta mer på stjärnhimlen, det här är ju rätt fascinerande. (Jag har ju skaffat mig Observer’s Handbook och allt.)