Velkommen til Fakultet for naturvitenskap og teknologi
Få utskriftsvennlig versjon ved å trykke på denne

De universelle krefter holder på kvarken

Henrik Winter har jobbet med moderne matematikk utledet av en av Norges fremste matematikere, Marius Sophus Lie.


Vibeke Os 07.04.2017 09:19   (Sist oppdatert: 07.04.2017 09:54)

Matematikken som Henrik Winther har anvendt i sitt doktorgradsarbeid kan blant annet brukes for å forstå krefter i universet, og til å beskrive tilstanden til de minste partikler verden kjenner, elementærpartiklene. Illustrasjon: Vibeke Os

-Jeg skulle ønske Lie var bedre kjent, han var en minst like stor matematiker som Abel, og Lies forskning har fått stor internasjonal anvendelse. I tillegg var det arbeidet Lie gjorde revolusjonere nytt på den tiden han opererte, han grunnla en ny matematisk disiplin, «teorien for transformasjonsgrupper», som brukes i formulering av naturlovene våre, for eksempel innen elementær partikkelfysikk.

Lie-teori* har vært en sentral del av Winthers doktorgradsarbeid ved UiT, og han har brukt den norske matematikerens teori til å foreslå noen nye matematiske utledninger.

Finnmarkingen Henrik Winther har nylig fullført en doktorgradsutdanning i matematikk ved UiT-Norges arktiske universitet. Foto: Vibeke Os
Kvarker
Han forteller at tilsvarende teorier brukes for å forstå krefter i universet, og å beskrive tilstanden til de minste partikler verden kjenner, blant annet partikler med det morsomme navnet KVARK.

 

Abstrakt men likevel konkret
-Det er en smule abstrakt det jeg har jobbet med, forklarer Winther, men vi prøver. "Arbeidet mitt handler om å beskrive abstrakte geometriske strukturer ved hjelp av deres symmetrier, og å bruke disse symmetriene til å beregne egenskaper som trengs for å bruke dem til fysiske modeller eller nye anvendelser innenfor geometrien." Og dette var ifølge matematikeren den enkle forklaringen....

 

Må zoome
-Om vi for eksempel ser på kjernen i et atom må vi tenke oss at vi bruker kraftig zoom, da ser vi at kjernen består av protoner og nøytroner, vi fortsetter å zoome på ett av nøytronene og ser at det består av blant annet 3 kvarker, og det er i denne skalaen mitt arbeid kan bli relevant, utdyper matematikeren.

 

Holder universet sammen
Teorier lik den Winther har jobbet med forsøker å forklare tilstanden til de tre kvarkene. Matematikere og fysikere verden over ønsker å forstå de krefter som holder disse partiklene sammen, og med det forstå hvordan nøytronet holdes sammen, hvordan atomet holdes sammen, hvordan stoffer holdes sammen og om vi drar det helt ut, hvordan universet holdes sammen.

 

I figuren over befinner det seg tre kvarker, tre antikvarker og åtte gluoner, som samlet beskriver et nøytron i dette tilfellet. I denne type beregninger anvendes Lies teori for å øke forståelsen av fysiske krefter partiklene imellom og hvordan atomkjerner holdes sammen. Illustrasjon: Wikipedia

Konflikt mellom teorier
Dette høres jo passelig svulstig ut men ifølge Winther er det fremdeles en gåte at etablerte fysiske lover for det store universet, som den generelle relativitetsteori satt frem av Einstein, ikke stemmer overens med kvantefeltteori som anvendes i den andre enden av skalaen. I verdensrommet brukes generell relativitetsteori mens i kvantefeltteori brukes blant annet Lies teori. De fysiske modellene som beskriver energi i det ytre verdensrommet og de samme modellene anvendt på kvarke-skala henger ikke helt sammen, det er fortsatt noe uløst.

 

Beskriver verden matematisk
-Mitt arbeid er ikke direkte knyttet til partikkelfysikk men mitt bidrag kan sees på som en av mange brikker i det store puzzlespillet der vi hele tiden forsøker å finne bedre måter å beskrive verden på, oppsummerer han.

 

Winter forsvarte sin doktorgradsavhandling 24 februar 2017. Tittel på avhandlingen var: “Lie-Algebraic Approaches to Highly Symmetric Geometries”. Han ble veiledet av Boris Kruglikov ved Institutt for matematikk og statistikk, UiT.

 

Les mer:

*Lie-teori: "…eit ideologisk fundament som i stor grad har prega utviklinga av moderne matematikk og modellbygging. Lie-teori, det vil seie teorien for Lie-grupper og Lie-algebra, kombinerer algebra, analyse, særleg differensiabilitet, og geometri. I formuleringane av naturlovene våre og i forståinga av atomets inste struktur ligg Lie-teori som ein uunnværleg reiskap, og den spelar ei avgjerande rolle innan stadig nye område av naturvitskap og høgteknologi." (Norsk biografisk leksikon)

Avhandling i UiT-arkivet MUNIN:
Lie-Algebraic Approaches to Highly Symmetric Geometries

 

Skip to main content