Vi har fått hjelp av fysiker og forsker Bjørn H. Samset til å oppsummere fysikkåret 2011, et år som har vært rene kavalkaden for de som er glade i de små ting i livet.
– Det har skjedd såpass mye gøy i år at det faktisk er litt vanskelig å velge. Et luksusproblem, med andre ord, sier han til NRK.
Tiår med søken kan være over
Likevel har Samset valgt å trekke fram særlig to temaer han mener har dominert året - kvantefysikk og CERN-resultater.
– Det kommer veldig, veldig mye spennende og grunnleggende fysikk fra CERN nå, sier han.
Verdens største partikkelakselerator, LHC, er en del av forskningssenteret under Den europeiske organisasjon for kjernefysisk forskning (CERN), og ligger på den fransk-sveitsiske grensen nær Genève.
Nylige eksperimenter herfra viser at en flere tiår lang jakt på en av fysikkens «hellige graler», den mystiske Higgs-partikkelen, kan være over.
- Les også:
– Svært viktig resultat
Higgs-bosonet - også kalt gudepartikkelen - har vært den manglende biten i partikkelpuslespillet, kalt standardmodellen, siden 1964.
- Samset forklarer: Hva ER nå denne Higgs-partikkelen?
– Annonseringen for bare en ukes tid siden, fra eksperimentene ATLAS og CMS, om at de har sett hint av Higgs-partikkelen er et veldig viktig resultat uansett om det blir bekreftet eller ikke, sier Samset.
– Grunnen er at de også ekskluderte mange mulige Higgs-masser, så uansett hvordan vi snur og vender på det så kommer det et svar i løpet av 2012.
- Les også:
- Les også:
Ny fysikk
I november kom det også et resultat fra LHCb, et tredje LHC-eksperiment.
– Det er laget for å studere CP-brudd - en sær kvantemekanisk prossess som kan forklare hvorfor det er mer stoff enn antistoff i universet. Dette er unektelig noe vi lurer ganske mye på, sier Samset.
– De har funnet mer CP-brudd enn forventet når de studerer en spesiell type partikler, og antyder at dette ikke kan forklares av Standardmodellen (SM). Vi vet at det må komme ny fysikk til å avløse eller utvide SM etter hvert, så hint som dette er kjempespennende!
- Les også:
- Les også:
Einstein-teori for fall?
I september kom imidlertid nyheten som sjokkerte fysikere over hele verden, en nyhet Samset mener er den definitift størte overraskelsen i 2011.
Forskere ved CERN hevdet nemlig å ha målt partikler som beveger seg raskere enn lysets hastighet.
- Les også:
Om disse resultatene verifiseres, strider de i så fall mot Einsteins relativitetsteori, som sier at ingenting i utgangspunktet skal kunne bevege seg raskere enn lysets hastighet.
– Ingen hadde trodd at vi skulle bruke uker og måneder på å diskutere om nøytrinoer kan fly fortere enn lyset, sier han.
– Det er vel fortsatt relativt stor skepsis til resultatet, men OPERA-eksperimentets måling av "superluminale nøytrinoer" sendte sjokkbølger gjennom hele fysikk-verdenen. Ingen kunne la være å ta stilling til dette, og vi venter alle i spenning på fortsettelsen.
- Les også:
Utfordrer forståelsen av det aller minste
Til tross for disse sensasjonelle oppdagelsene, har et annet gjennombrudd engasjert fysikeren desto mer.
– Det aller mest spennende innen fysikk akkurat nå er at en ny generasjon eksperimentalister våger å utfordre forståelsen vår av det aller minste - og får resultater, mener Samset.
– Et nytt syn på kvantefysikken er i ferd med å bli født, og gi oss bedre forståelse av en teori som har ligget til grunn for moderne fysikk i 100 år.
- Les også:
- Les også:
Flere lag av fysikere, for eksempel et ledet av Aephraim Steinberg i Toronto,
Canada og et ledet av Jeff Lundeen - også fra Canada, har klart å måle utseendet til en bølgefunksjon for fotoner.
Fotoner er den minste biten av lys, og i følge kvantemekanikken oppfører slike minste biter seg ganske sært.
– Hvis vi ikke ser på dem, så befinner de seg i prinsippet alle steder på en gang, men med en viss sannsynlighetsfordeling som kalles bølgefunksjonen. Når vi så ser etter hvor de er - måler på dem - så bestemmer de seg plutselig for hvor de er, og deretter er de bare der, forklarer Samset.
– Vi kan altså måle effekten av bølgefunksjonen i etterkant, men ikke underveis - for da ødelegger vi den.
– Respektløs ungdom
Det har man ihvertfall ment, helt siden Bohr, Heisenberg, Schrödinger og de andre utviklet kvantemekanikken på 1920-tallet.
– Men nå har vi altså fått avansert nok måleinstrumenter - og respektløs nok ungdom - til at vi kan utfordre dette. Steinberg, Lundeen og en del andre har klart å bruke noe som kalles en svak måling til å se på bølgefunksjonen underveis, sier Samset.
Disse resultatene er ikke ferdig tolket, men Samset og mange andre tipper at de bare er de første av mange som vil åpne for mye bedre forståelse av noe vi lenge har hevdet er "uforståelig".
- Les også:
Spådommer for 2012
Forskeren mener det er to helt opplagte ting vi venter å få svar på neste år.
– Det første vil være å få bekrefett eller avkreftet Higgs-hintene fra CERN. Dette er garantert å skje i 2012, og veldig veldig spennende, sier han.
– I tillegg håper vi å få en ny, uavhengig måling av nøytrinofarten. Det er to laber som kan gjøre det, i USA og Japan, og begge jobber nok hardt med saken.
Fysikeren trekeer også fram to andre felt han følger med stor interesse foran 2012.
– Såkalte kvantedatamaskiner, som bruker kvantetilstander som kan ha vilkårlig detaljerte tilstander, kommer stadig nærmere. Vi er ikke helt der ennå, men når den dagen kommer, en dag jeg tror ikke er altfor langt unna, vil vi få en data-revolusjon av dimensjoner, mener Samset.
– Samtidig følger jeg med stor interesse forskningen på biologiske solceller og kunstig fotosyntese, sier han.
– Hvorfor skal planter ha monopol på å lage energi fra solen? Vi har jo våre solceller. De er flotte de, men dyre og lite effektive. Etter hvert vil vi også slippe opp for materialer. Vi trenger noe nytt!
- Les også: