– Nesten like fascinerende som spørsmålet om livets opprinnelse
NTNU-forsker Foteini Oikonomou ble ekstra glad da hun fikk vite at Francis Halzen blir tildelt nobelprisen i fysikk. Begge prøver de å finne svar på noen av universets største gåter.
– Jeg har møtt flere nobelprisvinnere, og alle har vært veldig hyggelige. Men jeg vil si at Francis Halzen er spesiell.
Hun har kontoret sitt i Trondheim, forsker på ekstreme hendelser langt utenfor vår egen galakse og får mesteparten av sine nøytrino-data fra IceCube-observatoriet på Sørpolen. Og selv om de ikke er i samme forskergruppe, kjenner hun årets nobelprisvinner godt.
– Vi arbeider i det samme forskningsmiljøet og deltar på de samme konferansene. Vi er kolleger og diskuterer ofte forskningen vår. Han er veldig vennlig og hyggelig mot alle, og han er svært støttende overfor unge forskere. Jeg tror det er derfor alle er så glade på hans vegne. Han er virkelig som et veldig fint menneske.
Nobelprisvinner i fysikk, Francis Halzen. Foto: University of Wisconsin
Svake lysglimt i isen
Halzen fikk nobelprisen for sitt arbeid med å lete etter nøytrinoer i is. Ideen om å bruke en kubikk-kilometer med is på Sørpolen som observatorium for å fange opp signaler fra nøytrinoer, har åpnet for en helt ny måte å studere verdensrommet på.
– Nøytrinoer kalles noen ganger spøkelsespartikler, fordi de er så vanskelige å oppdage. De fleste andre partikler har elektrisk ladning, og etterlater seg spor når de beveger seg gjennom et materiale. Nøytrinoet er derimot elektrisk nøytralt, forklarer Oikonomou.
Likevel skjer det en sjelden gang at et nøytrino vekselvirker med materien i isen. Da dannes elektrisk ladde partikler som lager et svakt lysglimt. Ved å registrere dette lyset kan forskerne beregne nøytrinoets energi og i mange tilfeller hvilken retning det kom fra.
– De fleste nøytrinoene vi registrerer når de treffer jorda, kommer fra sola. Hvert sekund passerer det omtrent en billion slike sol-nøytrinoer gjennom hånden din.
- Les også: Hvor kommer den mystiske strålingen fra?
Leter etter kildene
Nøytrinoene som Francis Halzen og IceCube-samarbeidet studerer, er partikler med mye høyere energi enn de som kommer fra sola. Mange av dem kommer fra kilder langt utenfor vår egen galakse.
Forskerne mener mange av dem kommer fra ekstremt energirike miljøer langt ute i kosmos, blant annet områdene rundt supermassive svarte hull.
– Mitt arbeid går ut på å simulere disse ekstreme kildene, forteller Oikonomou.
For to uker siden holdt Foteini Oikonomou en forelesning for elever fra videregående skole om nøytrinoer. Anledningen var Researchers’ Night – et arrangement under Forskningsdagene. Foto: Aleksander Stokke Båtnes, NTNU
Sammen med NTNU-kollega og professor Michael Kachelriess jobber hun med høyenergi astropartikkelfysikk.
– Det handler om å ikke bare bruke lys til å studere universet, men også andre budbringere. Andre partikler. Vi kombinerer partikkelfysikk og astrofysikk.
I dette inngår også kosmisk stråling.
– Kosmisk stråling består protoner og atomkjerner. Dette er de mest energirike partiklene vi noen gang har registrert. De kan nå energier som er millioner av ganger høyere enn det vi klarer å produsere i partikkelakseleratorer på jorda.
- Les også: – Jeg tror vi hører til i rommet
Ekstremt voldsomme miljøer
Dermed står alle som arbeider med høyenergi-astropartikkelfysikk overfor en enorm gåte: Hva er universets mest ekstreme partikkelakselerator?
– De fleste av teoriene våre involverer supermassive svarte hull. Ikke det som befinner seg inne i selve det svarte hullet, men områdene rundt. Dette er ekstremt voldsomme miljøer. Vi har jetstrømmer som beveger seg nær lysets hastighet, og andre svært energirike prosesser. Dette kjenner vi fra astronomien.
Nå håper Oikonomou at årets nobelpris skal skape entusiasme blant unge mennesker og kanskje trekke flere til fagfeltet.
– Det ville gjort meg glad. Det var disse spørsmålene som fikk meg til å ta doktorgrad. For meg er det nesten like fascinerende som spørsmålet om livets opprinnelse: Hvordan fungerer universet, og hvorfor produserer det disse vanvittige energiene?
