Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se och e-DN.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt spara artiklar.

Vetenskap

Identitetsbyte hos gäckande partiklar gav Nobelpriset i fysik

Årets Nobelpris i fysik belönar upptäckten att den gåtfulla neutrinon kan byta skepnad och därför måste ha massa.

När Takaaki Kajita reste sig upp på den stora konferensen Neutrino ’98 i Takayama i Japan i juni 1998 och sa att han och hans kolleger var säkra på att de partiklar som kallas neutriner kan byta identitet fick han stående ovationer.

Nu delar han årets Nobelpris i fysik med kanadensaren Arthur McDonald för den epokgörande upptäckten. Om neutrinon kan byta skepnad kan den nämligen inte vara helt utan massa, som forskarna trodde. Men massan är mycket, mycket liten: mindre än en miljondel av vad elektronen väger.

Att neutrinon har massa får konsekvenser både för våra teorier om hur materian är uppbyggd och om hur universum fungerar, och väcker också nya frågor, enligt professor Olga Botner i Nobelkommittén.

– En massa som inte är noll men nästan är noll är ännu mer fascinerande. Hur stor är den? Vad i neutrinons natur gör att dess massa är så mycket mindre än elektronens? Varför har de båda inte samma massa?

Neutrinon är en liten, oladdad partikel som fyller universum fast den knappt märks. Den känner inte av de krafter som påverkar andra partiklar, och kan därför gå rakt genom hela jordklotet utan att vare sig neutrinon eller jorden känner av det. Varje sekund blir du översköljd av många miljarder neutriner, men bara en gång på hundra år kommer en neutrino att stöta ihop med en atom någonstans i din kropp. Lever du tills du blir hundra år gammal kan du alltså bara räkna med att känna av en av alla de neutriner som passerat dig genom livet.

Den lilla partikeln har alltid varit gäckande och gåtfull. När den österrikiske fysikern och sedermera Nobelpristagaren Wolfgang Pauli år 1930 först föreslog att neutrinon existerar var det mest som en nödlösning på ett svårbegripligt problem: i vissa radioaktiva sönderfall försvann en del av energin på ett mycket besynnerligt sätt. Wolfgang Paulis förslag var att det bildades en okänd, oladdad partikel som han aldrig trodde att vi skulle kunna upptäcka. Men 26 år senare kunde forskare visa att neutrinon verkligen existerar.


Klicka här för att se grafiken i större format

För att kunna studera neutriner närmare använder forskarna bland annat enorma vattentankar under jord. Super-Kamiokande, experimentet där Takaaki Kajita gjorde sin stora upptäckt, ligger i en zinkgruva norr om Tokyo. ­Arthur McDonalds lika banbrytande mätningar gjordes med Sudbury Neutrino Observatory, SNO, i en nickelgruva i Ontario.

Det finns i tre sorters neutriner: elektronneutriner, myonneutriner och tauneutriner. När Takaaki Kajita och hans medarbetare tittade på myonneutriner som bildas när kosmisk strålning träffar jordens atmosfär upptäckte de att det kom många fler uppifrån jordytan ovanför gruvan än från andra sidan jordklotet. Eftersom neutriner knappt märker av jorden när de går igenom den borde det inte vara någon skillnad. Förklaringen till att myon­neutrinerna försvann var att en del av dem omvandlats till tauneutriner.

Arthur McDonalds forskargrupp tittade i stället direkt på elektronneutrinerna som kommer hit från solen. Redan på 1960-talet upptäckte andra forskare att de var mycket färre än det borde vara enligt teorierna om de kärnreaktioner som får solen att lysa. Med SNO kan forskarna räkna både antalet elektronneutriner och det totala antalet neutriner, och kunde visa att de elektronneutriner som saknades inte hade försvunnit utan i stället hade blivit till myon- och tauneutriner på sin väg mot jorden.

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.