Artikkel

Herr Kvantefysikk takker av

Jon Magne Leinaas
Jon Magne Leinaas med teoretiske fysikeres varemerke: egen tavle på kontoret. Foto: Hilde Lynnebakken Bruk bildet.

Herr Kvantefysikk takker av

Jon Magne Leinaas anses som en av Nordens beste tenkere. Nå ser han fram til en pensjonisttilværelse hvor han kan fordype seg i Hawking-stråling fra sorte hull.

Fascinasjonen for fysikk begynte tidlig: — Gjennom hele folkeskolen var jeg interessert i ting som geografi, planeter og solsystemet. Foreldrene mine var lærere begge to og forsynte meg med bøker, blant annet fikk jeg en bok om astronomiens historie som jeg ble svært fascinert av, forteller Leinaas.

— Fysikk handler om at man faktisk kan forstå naturen. Det er helt grunnleggende for vår tilværelse. Mange ting er jo grunnleggende, men i fysikken er det mulig å utvikle teorier hvor naturen selv legger rammene, sier han.

Å snakke med Jon Magne Leinaas om hans karriere i kvantefysikken, er som å høre de siste 50 årenes forskningshistorie på dette feltet i fortettet form. Det er dessuten en historie som involverer flere kjente fysikere og som har stadige forbindelser til nobelpriser i fysikk.

Etterdønninger etter Niels Bohr

Mye av forskningen er ikke tatt i bruk, knapt nok påvist i laboratorieeksperimenter, men kunnskapen danner grunnlaget for teknologi som vi kanskje får se de neste tiårene, i form av kvantedatamaskiner og annen nanoteknologi.

Niels Bohr, fysiker
Niels Bohr fikk Nobelprisen i fysikk i 1922. Foto: Wikimedia Commons

Begrepene og fenomenene han har studert, finner vi ikke i dagligtale, i hvert fall ikke ennå. Fysikkstudenter vet at «kvante-Hall-effekt», «vakuum-fluktuasjoner» og «Hawking-stråling» kan være spennende, men akk så vanskelig å henge med på.

Leinaas jobbet i København «mens etterdønningene etter Niels Bohr» fremdeles var merkbare.

— København var et veldig aktivt sted på slutten av 1970-tallet, med et internasjonalt miljø. Ikke minst var det trivelig å gå ut på byen der, sier Leinaas.

I København ble han også kjent med Hans Hansson, som nå er medlem av nobelkomiteen. Nobelprisen i fysikk 2016 gikk til Leinaas’ eget fagfelt, eksotiske fenomener som opptrer i materialer som kun finnes i få dimensjoner. Ved offentliggjøringen var det Hansson som presenterte prisen, til «et arbeid så uforklarlig at det må beskrives ved hjelp av bagels», som den britiske avisen the Telegraph skrev.

Utviklet kvantemekanikken

«Leinaas tillhör den exklusiva grupp av forskare som gett ett grundläggande bidrag till kvantmekaniken.» Slik begrunner det svenske Vetenskapsakademin, organisasjonen som blant annet deler ut nobelprisene i fysikk og kjemi, Leinaas’ medlemskap. Han er den eneste norske blant de 70 fysikerne som er medlemmer av den eksklusive forsamlingen.

Leinaas har passert 70 år, og for en UiO-ansatt betyr det «tvangspensjonering». Han kommer ikke til å slutte med fysikk, selv om det blir litt mindre intens jobbing.

Framover kommer han til å studere «noe som har med Hawking-stråling fra sorte hull å gjøre» sammen med mangeårig nær venn og kollega Jan Myrheim, som er professor ved NTNU.

De to har samarbeidet helt siden de begge jobbet som vitenskapelig assistent ved UiO på 1970-tallet.

— Vi snakket sammen om mye, og etterhvert mest om noe som var ansett som grunnleggende i kvantefysikken, nemlig at det finnes to, og bare to, former for elementærpartikler, sier Leinaas.

Elementærpartikler er, så vidt vi vet i dag, de minste byggesteinene i naturen. De finnes i to former: fermioner og bosoner. Fermioner er materiepartikler, de som bygger opp atomer, som kvarker og elektroner, mens bosoner holder materiepartiklene sammen. Et eksempel på bosoner er gluoner, som limer sammen kvarkene til protoner og nøytroner i atomkjernen.

— Jan Myrheim og jeg begynte å diskutere om dette faktisk stemte, om det bare er de to partikkeltypene. Vi sto foran en tavle og tegnet for hverandre, forteller Leinaas.

LES OGSÅ: Vrient å skjønne kvantefysikk? Digitale verktøy gjør fysikk mer levende

Eksisterer bare i to dimensjoner

Etterhvert kom de fram til at det er avhengig av geometri. I tre dimensjoner får du bare disse to mulighetene, men dersom du begrenser deg til to dimensjoner, finnes det mange.

— Vi ante ikke at dette skulle bli interessant også i realiteten, vi så på det som en ren teoretisk øvelse, sier han.

Utover på 1980-tallet dukket det imidlertid opp eksperimenter hvor partikler ble fanget i to dimensjoner. For å forklare fenomenene de observerte, tok forskerne fram igjen Leinaas og Myrheims arbeid.

De nye partiklene fikk etterhvert også navn. Frank Wilczek, som senere skulle få nobelprisen for et annet arbeid, kalte dem anyoner.

Hele tre nobelpriser har gått til fagområdet, men anyon-teorien har ikke fått noen nobelpris.

— Venter vi fremdeles på en eksperimentell bekreftelse på at anyonene finnes?

— Det er vanskelig å måle anyonene direkte, så ingen har foreløpig klart å påvise dem på en overbevisende måte, forklarer Leinaas.

Bell og Hawking-stråling

Arbeidet som etterhvert ble til anyonene, er det ene av to som Leinaas setter høyest i karrieren. Det andre er et arbeid han gjorde sammen med John Bell, han med ulikhetene – som dukker opp hvert år i nobelspekulasjonene. Bell selv døde dessverre tidlig, men Alain Aspect nevnes stadig som kandidat ettersom han testet ulikhetene.

Bell regnes som en av de store fysikerne i forrige århundre.

— En god del av det vi omtaler som kvanteinformasjon, er basert på arbeid av Bell, forklarer Leinaas.

Sort hull, black hole
Et sort hull, slik NASA forklarer det med en kunstnerisk illustrasjon.

Han ble kjent med Bell mens han var en periode i CERNs teoriavdeling. Gjennom 1980-tallet jobbet de to med Unruh-effekten, at vakuum ikke er tomt, men syder av partikler.

— Studiene våre ble et vindu inn mot å forstå Hawking-stråling fra sorte hull, forteller Leinaas.

At dette samarbeidet var et høydepunkt, må vi tro var gjensidig. Hør bare hvordan John Bell beskrev Leinaas og arbeidet deres i et brev:

Repeatedly he quietly but firmly resisted my easy answers, and corrected my mistakes as well as the mistakes of others. This collaboration has been among the most satisfying experiences with young colleagues at CERN and elsewhere.

Inspirert av studentene

Når vi ber ham om å se tilbake på livet som forsker legger han stor vekt på de gode samarbeidspartnerne han har hatt. Han nevner de kjente fysikerne, javisst, men like viktig: — Jeg synes jeg har gjort så mye interessant sammen med studentene mine. Jeg har hatt utrolig dyktige og hyggelige studenter og stipendiater, det har vært så inspirerende å jobbe sammen med dem, sier han.

Det kan Susanne Viefers bekrefte. Hun var Leinaas’ aller første stipendiat og ble etter hvert kollega på nabokontoret.

— Jon Magne er ekstremt flink og grundig – han tar aldri noen snarveier, sier hun, og forteller at Hansson holder Leinaas for å være den beste og dypeste tenkeren vi har i Norden. — Han er også en veldig varm og omsorgsfull person.

— Han har alltid praktisert læresetningen som en kjent fotballtrener uttrykker på trøndersk, at resultatet blir best når alle spiller hverandre gode, skriver Myrheim om Leinaas.

Sprø nok til å gå på ski

— Et spørsmål vi gjerne stiller, er «Har du gjort noe sprøtt?»

— Hehe, jeg er ikke den som hopper fra store høyder, humrer Leinaas.

Men han setter utfor på langrennsski. Til tross for elendig skiføre i Oslo-området så langt, er han skiglad nok til å ha fått til noen turer denne sesongen.

Bøker blir det også litt av. Den siste han leste, var Christian Borchs Banalitetens tyranni, om europeisk politikk og økonomi.

—Jeg har ingen altoppslukende fritidssysler, men det blir spennende å se om det er noen interesser som dukker opp nå når jeg får bedre tid, avslutter Leinaas.

Mer på Titan.uio.no:

Kategori: 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Sunniva Rose foran CACTUS-detektoren ved UiOs syklotronlaboratorium

Styrker argumentene for thorium som kjernebrensel

FNs klimapanel peker på tre teknologier som kan bidra til å løse de globale klimaproblemene. – Her i Norge driver vi med «cherrypicking», sier kjernefysiker Sunniva Rose. – Det skal liksom ikke snakkes om kjernekraft. Hun gjør det likevel.