• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare bakom upptäckten av gravitationsvågor vinner 2017 års Nobelpris i fysik

    Årets vinnare. Illustration av N. Elmehed. Upphovsman:NobelPrize.org, CC BY-SA

    Svenska Vetenskapsakademien har meddelat att 2017 års Nobelpris i fysik går till tre forskare för deras grundläggande arbete som ledde till upptäckten av krusningar i väven av rum och tid som kallas gravitationsvågor.

    Hälften av £825, 000 prissumma går till Rainer Weiss från Massachusetts Institute of Technology, och den andra hälften kommer att delas av Kip Thorne från Caltech och Barry C Barish, även på Caltech. Forskarna, allt från LIGO/VIRGO-samarbetet, skapade och spelade en stor roll i förverkligandet av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, som först upptäckte vågorna i september 2015. Jag är glad att se denna prestation uppmärksammad på uppdrag av de tusentals forskare som arbetar med LIGO, inklusive University of Sheffield-gruppen. Jag känner också mottagarna personligen, i synnerhet Weiss, som är en vän samt en kollega.

    Gravitationsvågor, förutspådd av Einstein 1916, resa genom vårt universum med ljusets hastighet – sträcka ut rymden i en riktning och krympa den i den riktning som är i rät vinkel. LIGO mäter dessa fluktuationer genom att övervaka två ljusstrålar som rör sig mellan par av speglar i rör som löper i olika riktningar.

    Källan till de första detekterade signalerna var ett par svarta hål, var och en är cirka 30 gånger solens massa. Dessa kroppar kolliderade en gång och omvandlades till ett stort snurrande svart hål – och avgav tre solmassor värda av ren energi på ungefär en tiondels sekund. Under den korta tiden, källan överglänser resten av energikällorna i det observerbara universum – tillsammans! Det är något att försöka föreställa sig. Trots att det är en så våldsam händelse, det är så långt borta att effekterna på vårt lokala tyg av rum och tid här på jorden är mycket subtila – vilket är anledningen till att en sofistikerad detektor som LIGO behövdes för att göra den första upptäckten.

    Flera fler binära svarta hålssignaler har detekterats av LIGO -detektorerna sedan, och en som meddelades för bara några dagar sedan upptäcktes av Jungfrudetektorn också i Italien. Nu när vi vet att dessa signaler finns och kan detekteras, ett nytt fält av gravitationsvågastronomi kommer att växa fram, gör att vi kan undersöka det mörka och förvirrande universum - fenomen i kosmos som inte avger mycket ljus men har mycket massa. Det är en spännande tid.

    Okonventionell, skarpt och roligt

    De av oss på LIGO som känner Weiss håller med om att han är en okonventionell karl i den beskrivningens bästa bemärkelse som har inspirerat en generation av experimentella fysiker, mig själv inklusive.

    Flygfoto över anläggningen. Kredit:Kanijoman/Flickr, CC BY-SA

    Första gången jag träffade Weiss ordentligt var när han intervjuade mig för min första postdoc, vid MIT. Jag var i min enda smarta kostym, han gick in i en ullhatt, baggy tröja och jeans. Jag var tvungen att försäkra honom om att det var sista gången han såg mig klädd på det sättet. Han såg lättad ut.

    Weiss har en uppfriskande informell inställning till fysik, vilket är särskilt användbart för att uppmuntra andra i deras arbete, särskilt de unga. Men denna informalitet och entusiasm döljer bara hans knivskarpa instinkt för fysik, särskilt för bakgrundskällor och för elektronik.

    Och, eftersom han är vad jag skulle kalla "vetenskapligt sällskaplig", Weiss brukar naturligtvis lära sig saker snabbt genom att prata med människor. When I was working at the LIGO lab at Livingston, I did an early systematic comparison of seismic noise between the two LIGO sites in a key frequency range. The tough thing back then was just gathering enough data from the seismometers to be able to make a meaningful comparison between the noise levels.

    I'd just made a graph of the results, and I was in the control room staring at it when Weiss walked in. He walked out a few minutes later with a copy of that plot, and the next thing I knew, he was using it in talks to the National Science Foundation when arguing for an upgrade to LIGO Livingston's seismic isolation system. That's Weiss in a nutshell. He's quick on the uptake, good at spotting the key points and problems, and authoritative enough to get others – physicists, engineers and funders on his side.

    We also share a love of music. Once when I was invited to dinner at his house, I was asked to bring my cello and had to sight-read several cello sonata movements (rather shakily) with Weiss at the piano. He also showed up to a particularly memorable "hoodoo party night" at a club called Tabby's blues box in Baton Rouge, Louisiana, where I was playing in a band. He brought along Gaby Gonzalez, who until recently was chairperson of the LIGO scientific collaboration and Peter Saulson, a professor of physics and thermal noise pioneer from Syracuse. A more unlikely crowd on the dance floor at Tabby's has probably not been seen before or since. They had a great time.

    The future of gravitational wave physics is now intimately tied up with the future of astronomy. The field is set to expand rapidly, with more sensitive instruments needed to sense smaller signals and larger scale instruments needed to probe lower frequencies where many of the astronomical signals lie. We also need observers of the heavens, both to interpret the signals we measure, and to make the link between gravitational waves and other sources of information, such as gamma ray and neutrino bursts, and visible transients. We are hoping to continue to play an important role in the research here at Sheffield.

    But, for now, it's time to enjoy the moment of a very well deserved Nobel prize for a great group of physicists. They have played a long game; the project started in 1972, and I didn't even join until 1997. It's a lesson to us all to keep both eyes on the science, to be prepared for a protracted struggle with Mother Nature, but ready in the end to step back and admire the edifice we have constructed, and go on to apply the tools we have created to achieving an ever expanding knowledge of our universe.

    Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Read the original article.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com