Kvarkforskning gav Nobelpris i fysik

Publicerad 20 oktober 2004 - 17:44
Uppdaterad 21 oktober 2004 - 15:27

Amerikanerna David J. Gross, H. David Politzer och Frank Wilczek får Nobelpriset i fysik för sin forskning om kvarkarna, en av materiens allra minsta byggstenar.

Video

Fakta: Nobelpristagarna i kemi 2004

David J Gross, född 1941, är professor vid Kavli Institute for Theoretical Physics vid University of California i Santa Barbara.

H David Politzer är professor vid avdelningen för fysik vid California Institute of Technology i Pasadena.

Frank Wilczek, född 1951, är professor vid avdelningen för fysik id Massachusetts Institute of Technology i Cambridge i USA.
De får dela på prissumman tio miljoner kronor.

De får priset för att de förklarat hur den sk starka kärnkraften (färgkraften) håller kvarkarna samman. Kraften ökar med avståndet, vilket gör det mycket svårt att sära på kvarkar.

Deras upptäckt, summerad i en elegant matematisk formel 1973, gav upphov till en helt ny teori och lade en av hörnstenarna till den sk standardmodellen för krafterna i atomkärnan.

När de beskrev det hela var Politzer och Wilczek blott 20-åriga doktorander på Princeton och Harvard, medan Gross hunnit bli en etablerad doktor i fysik och 32 fyllda.

Den starka kraften
Den starka kraften - färgkraften - är en av naturens fyra fundamentala krafter. Den verkar mellan de minst kända partiklarna, kvarkarna, som bygger upp atomkärnans protoner och neutroner.

Om man t.ex snurrar ett mynt på en bordsskiva, så bestäms rörelsen av de fundamentala krafterna mellan atomens beståndsdelar - protonerna, neutronerna och elektronerna.

Ca 80 procent av myntets tyngd förklaras av rörelser och processer i protonernas och neutronernas inre - växelverkan mellan kvarkarna.

Det är denna växelverkan, den starka kraften eller färgkraften, som årets Nobelpris handlar om.

Fria partiklar
Dagens Nobelpristagare upptäckte en egenskap hos den starka kraften som förklarar varför kvarkarna bara uppträder som fria partiklar endast vid extremt höga energier.

Upptäckten berör fundamentala frågor som "Vad är det minsta som finns?", "Hur bygger dessa partiklar upp allt vi ser omkring oss?" och "Vilka krafter verkar i naturen och hur fungerar de egentligen?"

Dessa frågor har sysselsatt fysiker under hela 1900-talet.

Gummibandseffekten
De tre pristagarna upptäckte något som vid första anblicken kan tyckas som helt motsägelsefullt.

Ju närmare kvarkarna är varandra desto svagare blir "färgladdningen". Omvänt gäller att när de avlägsnar sig från varandra blir kraften starkare.

Egenskapen kan liknas vid ett gummiband. Ju längre man sträcker ut det, desto starkare blir kraften.

Nobelpristagare i fysik

2004: Amerikanerna David J. Gross, H. David Politzer och Frank Wilczek får dela på Nobelpriset i fysik för sin forskning om materiens minsta byggstenar - kvarkar.

2003: Aleksei A Abrikosov, USA, Vitaly L Ginzburg, Ryssland och Anthony J Legget, USA tilldelas priset. De belönas för sina "banbrytande insatser inom teorin för supraledare och supravätskor".

2002: Raymond Davis jr, USA, Masatoshi Koshiba, Japan och Riccardo Giacconi, USA tilldelades Nobels fysikpris. De fick priset för sin rymdforskning.

2001: Eric Cornell, USA, Wolfgang Kett, USA, och Carl Wieman, USA, fick priset för att ha uppnått Bose-Einstein-kondensation i förtunnade gaser av alkaliatomer samt för tidiga fundamentala studier av kondensatens egenskaper.

2000: Ryssen Zhores I Alferov, tysken Herbert Kroemer och amerikanen Jack S Kilby tilldelades priset för att deras arbeten lagt grunden till den moderna informationstekniken, IT.

1999: Holländaren Gerardus't Hooft och amerikanen Martinus J.G. Veltman delade priset för att ha placerat partikelfysikens teori på en fastare matematisk grund.

1998: Amerikanen Robert B Laughlin, tysken Hort L Störmer och amerikanen Daniel C Tsui belönades för upptäckten att elektroner i starka magnetfältbildar en ny form av "partiklar" vars laddningar är en bråkdel av den laddning som elektronen har.

1997: De två amerikanerna Steven Chu och William D Phillips samt fransmannen Claude Cohen-Tannoudji delade på utmärkelsen. De fick priset för att ha utvecklat metoder att kyla och infånga atomer med laserljus.

1996: Priset gick till en trio amerikaner: David M Lee, Douglas D Osheroff och Robert C Richardson. De belönades för att ha upptäckt suprafluiditet i helium-3.

1995: Två amerikaner delade på priset: Martin L Perl och Frederick Reines. De belönades för banbrytande experimentella insatser inom leptonfysiken. Perl upptäckte tauonen och Reines har visat att neutrinon finns.

Nobelstiftelsen