Inspirationsdagar för gymnasielärare – tema 1
Big Bang i universum och partikelkollisioner i acceleratorer
Från Big Bang till universums accelererande expansion
Rahman Amanullah, forskare, Fysikum, Stockholms universitet, Stockholm
http://www.fysik.su.se/~rahman/
Vår syn på universums innehåll och utveckling har ändrats drastiskt under de senaste decennierna. Det
senaste tillskottet till vår världsbild är upptäckten att universums expansionstakt accelererar, vilket belönades
med Nobelpriset i fysik 2011. Även om detta fenomen enkelt kan beskrivas genom att lägga till en konstant till
tidigare teori för universums utveckling, är det högst oklart vad denna konstant representerar. Är det en ny,
oupptäckt kraft som driver accelerationen, eller är det vi ser snarare ett tecken på att vår förståelse av
gravitationen och rum-tiden är ofullständig?
Mörk materia i universum
Joakim Edsjö, professor, Fysikum, Stockholms universitet, Stockholm
http://www.fysik.su.se/~edsjo/
Vår etablerade kunskap om materiens minsta byggstenar, elementarpartiklarna, tycks bara kunna beskriva ca
4 % av universums totala mass-energi. Resten utgörs av mörk materia och mörk energi.
Den mörka materian skulle kunna vara en ny sorts svag växelverkande tunga partiklar, t.ex. supersymmetriska
partiklar, som förutsägs i teorier som försöker förklara olösta problem i partikelfysikens standardmodell. Vad
den än är, så finns det antagligen stora mängder mörk materia i Vintergatan, frågan är bara hur vi ska kunna
observera den. Dessa frågor utforskas i astropartikelfysiken, både teoretiskt och experimentellt.
Om Higgspartiklar, ny fysik och LHC (Large Hadron Collider)
Rikard Enberg, professor, Institutionen för fysik och astronomi, Uppsala universitet, Uppsala
https://rikardenberg.wordpress.com/
Den stora acceleratorn LHC (Large Hadron Collider) vid CERN kolliderar strålar av protoner med enorma
energier för att skapa nya tunga partiklar. Experimenten vid LHC är jättelika och uppbyggda av nyutvecklade,
högteknologiska detektorer, som byggts i stora internationella samarbeten, där universiteten i Sverige bidrar
med delar. För fyra år sedan upptäcktes en ny partikel av de två stora experimenten vid LHC. Den nya
partikeln är omkring 130 gånger tyngre än protonen och det verkar som om denna nya partikel är
Higgsbosonen, den hittills saknade partikel som förutsägs i partikelfysikens standardmodell, och som är
inblandad i hur partiklar har massa. Den nya partikel som upptäckts är av en helt ny typ och öppnar nya
perspektiv på fundamental fysik för elementarpartiklar och Universums utveckling. Många tror att även andra
typer av nya partiklar, t.ex. så kallade supersymmetriska partiklar kan komma att upptäckas, och i så fall kan
deras egenskaper utforskas, och vi får se om de kan fylla funktionen som mörk materia.
Strängar, extra dimensioner och Big Bang
Magdalena Larfors, Institutionen för fysik och astronomi, Uppsala universitet, Uppsala
För att fullständigt beskriva vårt Universums historia, från Big Bang till dagens accelererande expansion,
krävs en fysikalisk teori som samtidigt tar hänsyn till makrokosmos relativistiska effekter och mikrokosmos
kvantmekaniska egenskaper. Strängteori är ett förslag på en sådan teori. I det här föredraget kommer jag
presentera var strängteori-forskningen står idag: vad vi kan beskriva, vilka utmaningar som återstår och
vilken världsbild denna forskning har lett till.