Mångmiljonregn till forskning om elektronpussel och universums födelse

Två projekt vid Lunds universitet får sammanlagt drygt 60 miljoner kronor i anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse. Det ena forskningsprojektet är knutet till LTH och ska utforska möjligheten att på atomnivå påverka ett materials elektriska egenskaper. Det andra projektet sätter fokus på universums födelse och är kopplat till Naturvetenskapliga fakulteten.

Kimberly Thelander, professor i materialvetenskap, får drygt 34 miljoner kronor för att påverka de elektriska egenskaperna i olika material. Kanske går det att skapa helt nya elektroniska egenskaper!

– Det kan handla om allt från hur ett material leder ström till mer oväntade fenomen som topologiska isolatorer, vilket nyligen fick Nobelpriset, säger Kimberly Thelander och tillägger att detta projekt är ren grundforskning. Några direkta applikationer har man inte i åtanke i just detta projekt.

Idag finns mycket teoribildning kring hur elektroner skulle kunna bete sig under speciella villkor, men få faktiska observationer. Men Kimberly Thelander har upptäckt att nanotrådar, dessa små halvledande, atomtunna konstruktioner som hon och hennes forskarkollegor i Lund utvecklat under flera år, fungerar alldeles utmärkt för att studera elektroners beteende.

– I det här projektet är nanotrådarna alltså bara ett redskap för att studera något annat. Nanotrådar har visat sig alldeles utmärkt att fästa atomer på, nästan precis som man vill. Genom att laborera med olika slags kombinationer hoppas vi kunna se hur detta förändrar de elektroniska egenskaperna, säger Kimberly Thelander.

Pengarna kommer i huvudsak användas för att anställa forskare – utrustningen finns redan.

Det andra projektet som nu får pengar från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse handlar om hur universum såg ut i den absoluta begynnelsen, det vill säga precis efter själva födelseögonblicket. Det aktuella tidsomfånget är svindlande kort – enbart en mikrosekund. Universum befann sig då i ett tillstånd som brukar kallas kvarkgluonplasma. Temperaturen och tätheten av partiklar i detta plasma var obeskrivligt hög.

Inga atomer hade hunnit bildas utan istället anses plasmat ha bestått av fria kvarkar och gluoner, alltså sådana partiklar som sedan blev ingredienser i atomkärnorna. Enligt gängse teori var hela tillvaron under denna första mikrosekund bokstavligt talat flytande; plasmat uppförde sig som en vätska.

Peter Christiansen, docent vid Fysiska institutionen, får drygt 26 miljoner kronor för sitt projekt som går ut på att ta reda på mer om kvarkgluonplasmat. Detta ska han göra i nära samarbete med lundakollegan Leif Lönnblad, professor vid Institutionen för astronomi och teoretisk fysik. Projektet genomförs med hjälp av partikelkollisioner på partikelfysiklaboratoriet CERN utanför Genève i Schweiz.

– På CERN kolliderar blykärnor med varandra i nära ljusets hastighet, och under ett kort ögonblick produceras temperaturer och partikeltätheter som liknar det tillstånd som universum var i en mikrosekund efter Big Bang, säger Peter Christiansen.

Själva plasmat som skapas i experimenten på CERN går inte att se, men med hjälp av detektorer som omger kollisionspunkten i laboratoriet kan forskarna mäta tusentals partiklar som bildas när plasmat svalnat. Genom att analysera dessa partikelmätningar går det att få fram information om själva plasmat. Det aktuella projektet som Christiansen och Lönnblad ska driva handlar om att förbättra de beräkningsmodeller som används.

– Vi ska utarbeta nya metoder för att analysera både proton- och blykollisioner. Det kommer att ge oss helt nya verktyg för att analysera kvarkgluonplasmat och i slutänden förhoppningsvis lära oss mer om hur universum såg ut i födelseögonblicket, säger Peter Christiansen.

På Knut och Alice Wallenbergs Stiftelses webbplats finns information om samtliga projekt som nu får pengar ur 2017 års anslagsomgång.

För mer information, kontakta:

Kimberly Dick Thelander, professor
Fasta tillståndets fysik, LTH, Lunds universitet
Tel 046 – 222 97 65
kimberly.dick_thelander@ftf.lth.se

Peter Christiansen, docent
Fysiska institutionen, Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
046 – 222 77 09, +45 31 60 30 12 
peter.christiansen@hep.lu.se 

Leif Lönnblad, professor
Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Tel 046 – 222 77 80, 070 – 687 3385
leif.lonnblad@thep.lu.se 

Taggar: