God fysikk

Vi går tilbake til universets begynnelse - det store smellet! Men det er en rekke problemer med big bang teorien slik den først ble foreslått. For å løse noen av disse utfordringene ble inflasjonsteorien introdusert: rett etter big bang utvidet universet seg med en enorm hastighet. Hvordan kan vi egentlig vite noe som helst om hva som skjedde rett etter big bang? Det forklarer Ragnhild Aurvik, doktorgradsstipendiat ved Institutt for teoretisk astrofysikk på UiO. Hun leter etter spor etter universets inflasjon i den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Finner hun noe? 

Entropi er kilden til liv, og universets endelige død. Det får bokstavelig talt tida til å gå. Men hva er det? I denne episoden går Ida Storehaug og Vidar Skogvoll ved Fysisk Institutt gjennom tre definisjoner av entropi. Vi følger vitenskapshistorien fra dampmaskiner til kvantedatamaskiner, og ender i noen filosofiske betraktninger om tidas natur. Her følger en episode med høy entropi!

Hva er en kvantetilstand?  Hva betyr «kollaps av bølgefunksjonen»? Hva vil det si å «måle» en kvantetilstand? Det har gått hundre år siden kvantemekanikkens gjennombrudd, men vi har fremdeles like mange spørsmål som svar. I denne episoden bruker vi spillefilmen «Thomas mot Thomas» som en inngang til å diskutere de grunnleggende spørsmålene i kvantemekanikken. Du får høre to kjemper strides om hvordan kvantemekanikken bør tolkes: Are Raklev (som forsvarer Mange-verden-teorien) og Anders Kvellestad (som er en forkjemper for kvante-baysianisme (Qbism)). Episoden er spilt inn med publikum i Store Fysisk Auditorium i Fysikkbygningen på Blindern. 

Dersom det finnes mørk materie i sentrum av Melkeveien, og denne materien stråler ut lyspartikler, og disse lyspartiklene reiser gjennom støv og magnetfelter i galaksen, og treffer jordas atmosfære, og deretter lager en skur av partikler som treffer CTA detektoren, SÅ kan stipendiat Gert Kluge finne mørk materie! Vi følger sporene etter den mørke materien fra Melkeveiens sentrum til Gert Kluges datamaskin. 

Hva er egentlig mørk energi? Vi har ikke peiling! Jeg og Johannes Røsok Eskilt, stipendiat i teoretisk astrofysikk, går igjennom ulike teorier for hva mørk energi kan være. Fra Einsteins kosmologiske konstant til dynamiske modeller. Teorien som viser seg å stemme kommer til å avgjøre Universets framtid. Kommer vi til å bli most, revet eller fryse i hjel?

Denne uka ble de første bildene fra James Webb teleskopet publisert. Blant de første som får se på dataen fra teleskopet er Håkon Dahle, forsker ved Institutt for teoretisk astrofysikk (UiO). Ved hjelp av teleskopet ser han tilbake i tid, til de gamle galaksene. Hvordan fungerer egentlig dette? 

Sorte hull sluker alt i sin vei, også informasjon. Dette bryter med en av de fundamentale reglene i fysikken: det er et paradoks rett og slett. Kan hawkingstråling løse paradokset? Nei, selv Steven Hawking kunne ikke løse paradokset. Kanskje Eline Prytz Andersen fant en løsning i masteroppgaven sin? (https://www.duo.uio.no/handle/10852/88794) 

En astrofysiker og en partikkelfysiker møtes for å snakke om mørk materie: Er det en partikkel, eller har vi regnet feil? Stian Hartman, doktorgradsstipendiat ved Institutt for teoretisk astrofysikk på UiO, sier: «ja, takk, begge deler». Han mener at dersom mørk materie oppfører seg som en superfluid væske i galaksene, kan det forklare hvorfor observasjoner ikke stemmer overens med teorien om at mørk materie er en partikkel. Underveis diskuterer vi hvor mye mørk materie vi har studioet og hvordan superfluid kaffe oppfører seg. 

Vi går «down-and-dirty» i supersymmetriens verden, med «selektroner», «skvarker» og «winos». I fjor publiserte Eli en artikkel (https://arxiv.org/abs/2106.01676), og nå skal hun presentere resultatene for oss: Oppdaget hun supersymmetri? Vi snakker også om hvorfor fysikere er så opphengt i symmetri, om spin og om hva vi skal kalle den første partikkelen vi finner. Rettelse: Halvveis i episoden sier Ida at bosoner har spin 0, men det er selvsagt feil: bosoner har spin 1.

Partikkelfysikere vet ikke hva partikler er. I denne serien forsøker jeg og Anders Kvellestad å oppklare hva forvirringen skyldes. I del 1 nærmet vi oss spørsmålet fra kvantemekanikken, men i del 2 forsøker vi å besvare spørsmålet med kvantefeltteori. Hva er kvantefelt, hva er en eksitasjon, og hvordan skal vi se for oss dette? Finner vi tilslutt en fasit på spørsmålet «Hva er en partikkel?». 

Partikkelfysikere vet ikke hva partikler er. I denne serien forsøker jeg og Anders Kvellestad å oppklare hva forvirringen skyldes. I del 1 svarer vi i Niels Bohrs ånd: «En partikkel er en kollaps av bølgefunksjonen». Men hva betyr dét? Vi går fra klassisk mekanikk til kvantemekanikk for å forklare matten vi bruker til å beskrive partikler: bølgefunksjonen. Deretter diskuterer vi «kollaps», og hvordan dette relaterer til bølge-partikkel-dualiteten og sannsynligheter. Tilslutt lurer jeg på: «Hvorfor oppfører ikke vannflaska mi seg som et kvantemekanisk objekt?!». 

Snart kommer en ny podcast der norske fysikere møtes for å snakke om det siste på forskningsfronten - og andre store spørsmål innen partikkelfysikk, astrofysikk og teoretisk fysikk.