Tre amerikanska fysiker får årets Nobelpris i fysik: David Gross, David Politzer och Frank Wilczek. De har upptäckt en märklig egenskap hos den starka kraften, den som verkar mellan kvarkar. Ju större avståndet är mellan dem, desto starkare blir kraften.
Nobelpriset i fysik 2004
Kungl. Vetenskapsakademien har beslutat utdela 2004 års Nobelpris i fysik ”för upptäckten av asymptotisk frihet i teorin för den starka växelverkan” gemensamt till
David J. Gross
Kavli Institute for Theoretical Physics vid University of California, Santa Barbara, USA,
H. David Politzer
California Institute of Technology (Caltech), Pasadena, USA, och
Frank Wilczek
Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, USA.
En färgstark upptäckt i kvarkarnas värld
Vad är det minsta som finns? Hur bygger dessa partiklar upp allt vi ser omkring oss? Vilka krafter verkar i naturen och hur fungerar de egentligen?
Årets Nobelpris i fysik berör dessa fundamentala frågor, som sysselsatt fysiker under hela 1900-talet och som fortfarande engagerar och utmanar såväl teoretiker som experimentalister vid de stora partikelacceleratorerna.
David Gross, David Politzer och Frank Wilczek har gjort en viktig teoretisk upptäckt som rör den starka kraften, eller ”färgkraften” som den också kallas. Den starka kraften är den kraft som dominerar i atomkärnan, den som verkar mellan kvarkarna inuti protonen och neutronen. Det årets pristagare upptäckte var något som vid första anblicken kan tyckas helt motsägelsefullt. Tolkningen av deras matematiska formel blev nämligen att ju närmare varandra kvarkarna är, desto svagare blir ”färgladdningen”. När kvarkarna är riktigt nära varandra är kraften så svag att de nästan uppträder som fria partiklar. Detta, som beskriver vad som händer partiklarna när avstånden blir allt mindre utan att nå fram till noll, kallas asymptotisk frihet. Omvänt gäller när kvarkarna avlägsnar sig från varandra; kraften blir starkare när avståndet ökar. Egenskapen kan liknas vid ett vanligt gummiband. Ju längre man sträcker ut det, desto starkare blir kraften.
Upptäckten sammanfattades 1973 i en elegant matematisk formel som ledde till en helt ny teori, kvantkromodynamiken, QCD. Denna teori blev en viktig pusselbit i den s.k. standardmodellen, som beskriver all den fysik som är förknippad med den elektromagnetiska kraften (som verkar mellan laddade partiklar), den svaga kraften (som har betydelse för solens energiproduktion) och den starka kraften (som alltså verkar mellan kvarkar). Med kvantkromodynamikens hjälp kan fysikerna äntligen förklara varför kvarkarna endast uppträder som fria partiklar vid extremt höga energier. I protonen och neutronen följs de alltid åt tre och tre.
Med denna upptäckt har David Gross, David Politzer och Frank Wilczek tagit fysiken närmare uppfyllelsen av en storslagen dröm, nämligen en samlad teori som även innefattar gravitationen – en teori för allt.
- David J. Gross, född 1941 (63 år) i Washington, DC, USA (amerikansk medborgare). Doktorsgrad i fysik 1966 vid University of California, Berkeley. Professor vid Kavli Institute for Theoretical Physics vid University of California, Santa Barbara, USA.
- H. David Politzer, född 1949 (55 år; amerikansk medborgare). Doktorsgrad i fysik 1974 vid Harvard University. Professor vid Department of Physics, California Institute of Technology (Caltech), Pasadena, USA.
- Frank Wilczek, född 1951 (53 år) i Queens, NY, USA (amerikansk medborgare). Doktorsgrad i fysik 1974 vid Princeton University. Professor vid Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, USA.
Prissumma: 10 miljoner svenska kronor, delas lika mellan pristagarna.
Kontaktpersoner: Jonas Förare, vetenskapsredaktör, tel. 08-6739544, 0703-277200, jonas@kva.se och Eva Krutmeijer, informationschef, tel. 08-6739595, 0709-846638, evak@kva.se