Transseksuelle engle

Nobelpris. Endnu engang får to fysikere, som hver har fundet nye elementarpartikler, en nobelpris. Har denne videnskab overhovedet noget med virkeligheden at gøre?



 Af Robin Engelhardt

Nobelprisen for fysik blev i år givet til en videnskabsgren af den gamle og autoritære slags: partikelfysikken, eller rettere: den subatomare elementarpartikelfysik - en verden endnu mindre end de mindste atomer, og en verden fyldt med spøgelser og spørgsmålstegn. I årtier har denne sportsgren været en af de mest prestigefyldte, og i tidernes løb har der været så mange fysikere, som har fået nobelprisen for deres opdagelse af endnu en ny og fundamental partikel, at man nogle gange skulle tro, at det var derfor der fandtes så mange små partikler.

Nobelpristagerne er Martin L. Perl fra Stanford Universitet i Californien, samt Frederick Reines fra Universitetet i Californien i Irvine. Førstnævnte er manden bag
opdagelsen af tau-leptonen i begyndelsen af 70'erne; en partikel, som er over tretusind gange tungere end elektronen, og som kun lader sig finde i store partikelacceleratorer. Sidstnævnte forsker var den første som i 1953 (sammen med den allerede i 1974 afdøde kollega Cowan) kunne påvise, at neutrinoen vitterlig eksisterer, og ikke kun var en teoretisk størrelse, postuleret af fysikeren Pauli i 1930.

Pauli havde problemer med at redegøre for en særdeles lille mængde af energi og momentum, som syntes at forsvinde ved bestemte atomers radioaktive henfald. Og når der er noget, naturvidenskaben værner om, som var det kronjuveler, så er det den fundamentale og gamle idé om energibevarelsen. Intet kan forsvinde uden at der er noget andet som dannes. Det er noget fysikkens gamle fædre som Epikur og Lucretius kan nikke anerkendende til: "...for naturen opløser alt igen til dets bestanddele, og reducerer ikke ting til ingenting. For hvis der var noget, som var forgængelig i alle dets dele, så ville hver en ting forgå, og i et øjeblik blive revet bort fra vort syn." For at redde fysikkens grundsætninger foreslog Pauli derfor en, som han selv kaldte, "fortvivlet" udvej, nemlig at der ved denne radioaktive henfaldsproces måtte deltage et eller andet lille elektrisk neutralt "noget", derefter døbt til navnet neutrino.

Neutrinoen har siden dengang spøgt i videnskaben. Den er så lille, at den vandrer gennem planeter og stjerner uden at støde imod noget som helst, og dens masse antages at være nærmest nul. Den lader sig hverken fange af elektriske eller magnetiske kræfter, ej heller af massetiltrækning, og den bevæger sig med lysets hastighed. Teorien siger, at neutrinoerne blev "afkoblet" fra det resterende univers allerede to sekunder efter "the big bang", og rejser siden da frit og masse- og tidløst gennem alt eksisterende. Egentlig er det en logik, som ikke længere er tilgængelig for os almindelige mennesker. Det minder nærmere om Tertullians 'credo quia absurdum', som fremhæver det absurde element i kristendommensfølgeslutninger: "Guds søn er død: det er fuldt troværdigt, fordi det er ulogisk; og efter man havde begravet ham, er han genopstået: dette er sikkert, fordi det er umuligt." Neutrinoen bevæger sig (ligesom fotonen) med lysets hastighed, og er derfor tidløs: det er lige så troværdigt, fordi det ikke er til at fatte; og det fører jo også til, at neutrinoen er en partikel, som er uden udstrækning eller masse: dette er vist, fordi det er utænkeligt.

Den franske astrofysiker Michel Cassé kalder neutrinoerne af sådanne årsager for "transsexuelle engle", og lige så vigtige som almindelige engle er for nogle mennesker, er neutrinoerne vigtige for astronomernes store kosmologiske teorier. Man spekulerer over, at hvis neutrinoerne nu alligevel har en forsvindende lille masse (man ved det faktisk ikke endnu), så kunne de være de ukendte gerningsmænd, som kan redegøre for universets "mørke materie", som er de forventede 90% af hele universets masse, og som er nødvendig for at forklare mange af egenskaberne ved universets struktur.

Hvordan skal man kunne bevise en partikels eksistens, når den ikke lader sig gribe på nogen måde? Når et spøgelse som neutrinoen ikke lader sig fange, må man nøjes med dens fodspor, eller dens 'ånde på glasset'. Det Reines og Cowan gjorde, var at stille en tank med 400 liter vand og lidt kadmiumklorid og to detektorer ved siden af et atomkraftværk. Dér flokkes neutrinoerne nemlig som bier omkring deres stade. Målet var at måle nogle ekstremt sjældne lysglimt, som opstår når en neutrino mod alle odds rammer et brintatom. Sådan en kollision ville danne to partikler: en såkaldt positron og en såkaldt neutron. Positronen ville næsten med det samme ramme en elektron, og frigøre to fotoner (det vil sige lys) med en meget lav energi. Neutronen ville være lidt længere om at ramme et kadmium-atom, hvilket ville frigøre nogle gammastråler med meget høj energi. Tidsforskellen mellem disse to hændelser - et par mikrosekunder - ville være neutrinoens signatur.

Nogen kunne synes, at det lidt virker som at definere kejseren ud fra hans nye klæder. Men det virkede, og nobelpriskomitéen udråbte, at med "denne dåd, som syntes at grænse mod det umulige", har Reines og Cowan "befriet neutrinoen fra dens tilstand som fantasifoster til at være en realt eksisterende og fri partikel."

Martin L.Perl fandt tau-partiklen på en lidt anden måde end Cowan og Reines fandt neutrinoen, nemlig ved hjælp af høj-energi acceleratorer. For at få informationer om små partikler og deres indbyrdes vekselvirkninger, bygger man større og større partikelacceleratorer, som kan producere hundreder af giga-elektronvolt, og som koster hundreder af millioner af dollars. Man graver dybere og dybere ned i atomernes bestanddele, og begrunder disse ekstreme fysiske - ja måske patafysiske - forhold med en bedre og bedre forståelse af materien. Siden 1947 har denne form for høj-energi fysik opdaget mange nye partikler som bliver kaldt fundamentale, men som, ligesom enhver tænkelig partikel, faktisk ikke er permanente entiteter, men snarere tilstande, som kan dannes, forsvinde og omdannes til noget nyt igen. Høj-energi fysikken har med sin delvise beslaglæggelse af nobelpriser, gode tider, hvis man tager i betragtning at der findes mange leptoner, mesoner, hyperoner, baryoner, bosoner, fermioner, etc. - i alt et godt stykke over hundrede. Ikke alle betegnes som fundamentale, og de har alle forskellige strukturer og egenskaber.

For at være mere præcis, så findes der tolv fundamentale elementarpartikler. Man kunne kalde dem de tolv apostle, for det er de byggesten, hvoraf al kendt materie er opbygget. De opdeles normalt i en gruppe af seks "lette partikler" - leptonerne, og en anden gruppe af seks "Quarks". Sidste år opdagede man den sidste partikel i skaren - "top-quarken" - og gjorde dermed den subatomare standardmodel komplet (selvom man stadig ikke kender alle partiklers masse). Det blev tydeligt, at alle gode gange tre ikke kun gjaldt for kristendommen, men i lige så høj grad for partikelfysikken, idet elektronen (som placeres indenfor leptonerne) har to brødre: "myonen" og "tau"-partiklen, på samme måde som neutrinoen har to brødre: "myon-neutrinoen" og "tau-neutrinoen". Indenfor "Quarks"-gruppen er tingene ligeledes opdelt i tre: på den ene side de positivt ladede quarks - lidt mandigt kaldt "up", "charm" og "top" -, og på den anden side de negativt ladede quarks ved deres feminine navn "down", "strange" og "beauty". Køns-chauvinismen gennemtrænger selv de mindste sfærer....

Videnskaben om de meget små partikler er en ekstrem-videnskab. Når denne ekstrem-videnskab derfor graver dybere og dybere, og bevæger sig tættere og tættere op ad en ny form for endeløs eksegese, kunne man godt tvivle om dens fortsatte relevans, for når man sammenligner den med virkeligheden, ligner den nærmest litteratur. Men med uddelingen af årets nobelpris æres endnu engang den gren af fysikken, som i sin selvforståelse sidder på direktørstolen indenfor naturvidenskaberne, og som sikkert ikke vil stoppe med at finde nye partikler foreløbigt.

Når man allerede har været der én gang før, vil "en rejse til månen være ligeså interessant som en rejse til Pittsburg", siges det i en ny film.

Lige så "interessant" ville partikelfysikken blive, hvis man fandt den fundamentale "fundamental-elementarpartikel". Så ville acceleratorerne stå larmende tomme som en dansk folkekirke søndag morgen.

Men selvom det ville ske, har partikelfysikken jo stadig ikke forklaret os mysteriet om selve verdens eksistens, og den har stadig ikke forklaret os hvorfor verden er som den er, og ikke anderledes - for at citere Stephen Hawking: "Hvad er det, der giver ligningerne liv? Hvorfor gør universet sig i det hele taget det arbejde at eksistere?"

0 comments:

There was an error in this gadget