Fysikk 50 år frem i tid



Like dokumenter
Landskonferansen om fysikkundervisning, Gol, Hva er fysikk? Fysikk som fag og forskningsfelt i det 21. århundre. Gaute T.

Biologi, kjemi, fysikk samme sak, ulik tilnærming?

Bio- og nevroteknologi i 2040

Universitetet i Stavanger,

Fysikkforeningen, Univ i Oslo,

Kan vi regne ut hvordan vi tenker?

Eksperimentell partikkelfysikk. Kontakt :

CERN og The Large Hadron Collider. Tidsmaskinen

Superstrenger. Teorigruppa, Fysisk institutt

Eirik Gramstad (UiO) 2

Fysikk og virkelighetsoppfatning

Fysikk og virkelighetsoppfatning

LHC sesong 2 er i gang. Hva er det neste store for CERN?

Egil Lillestøll, Lillestøl,, CERN & Univ. i Bergen,

Masterclass i partikkelfysikk

VELKOMMEN TIL INTERNATIONAL MASTERCLASSES 2017 FYSISK INSTITUTT, UNIVERSITETET I OSLO

Trygve Helgaker. 31 januar 2018

LHC girer opp er det noe mørk materie i sikte?

TIMSS og Astronomi. Trude Nilsen

Siste resultater fra ATLAS Higgs søk

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi

Institutt for matematiske realfag og teknologi

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 20: Kosmologi, del 2

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 20: Kosmologi, del 2

Modell, Cold Dark Matter, Normal text - click to edit

Dokument for kobling av triks i boka Nært sært spektakulært med kompetansemål fra læreplanen i naturfag.

Higgspartikkelen er funnet, hva blir det neste store for CERN?

Fysikk og virkelighetsoppfatning

Innsamling. Hypoteser. Utforskning. Konklusjoner. Formidling. Figur01.01

Teoretisk kjemi. Trygve Helgaker. Centre for Theoretical and Computational Chemistry. Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo. Onsdag 13.

Hva har LHC lært oss om partikkelfysikk så langt?

Europas nye kosmologiske verktøykasse Bo Andersen Norsk Romsenter

Albert Einstein i våre hjerter (en triologi) av Rolf Erik Solheim

Tvetydighets-feil. Et ord eller begrep benyttes i to eller. slik at argumenter opphører å gi. gjenkjent. flere ulike meninger i et argument,

Matematisk modellering av biologiske prosesser Hjerne- og sanseforskning ved UMB Samarbeid med UiO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi, del I

AST1010 En kosmisk reise. Astronomiske avstander v=vsl-jncjak0. Forelesning 20: Kosmologi, del I

Innsamling. Hypoteser. Utforskning. Konklusjoner. Formidling. Figur01.01

AST1010 En kosmisk reise

UT I VERDENSROMMET! Normal text - click to edit. Mørk materie Universets ekspansjon Mørk energi

AST1010 En kosmisk reise

Løsningsforslag til prøve i fysikk

Vi er Guds verk og det er. mulig å erkjenne det. hans fantasi er det uendelig mange kommandoer. (lover for hvordan programmet skal fungere)

AST1010 En kosmisk reise

En reise i solsystemet trinn minutter

Naturfag barnetrinn 1-2

AST1010 En kosmisk reise

Utdrag fra Rammeplan for barnehagen: Natur, miljø og teknologi og utdrag fra Kunnskapsløftet: Læreplan i naturfag (NAT1-03)

Vi er stjernestøv. Om galakser og stjernetåker

Årsplan i naturfag 8.trinn 2017/18 Eureka 8!

Master in Computational Physics

Kreftenes opprinnelse i rommet (Naturkreftenes prinsipp) Frode Bukten

Årsplan i naturfag 8.trinn 2017/18 Eureka 8!

Big Bang teorien for universets skapelse. Steinar Thorvaldsen Universitetet i Tromsø 2015

Årsplan i naturfag for 6. trinn 2014/2015 Faglærer: Inger Cecilie Neset

Hvordan skal vi finne svar på alle spørsmålene?


FAGPLANER Breidablikk ungdomsskole

PARTIKKELMODELLEN. Nøkler til naturfag. Ellen Andersson og Nina Aalberg, NTNU. 27.Mars 2014

Årsplan i Naturfag 2017/2018

Den grunnleggende ferdigheten å regne i naturfag

Spørreskjema til biologilærere

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Eksoplaneter og jakten på liv

Lokal læreplan i naturfag 8

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv

UNIVERSITETET I OSLO

Anbefalt løp etter basisblokka for spesialisering i anvendt matematikk: MAT-3941 Master s thesis in applied physics and mathematics

Higgspartikkelen. Bjørn H. Samset, UiO

Universet som forsvant. Are Raklev

RENDALEN KOMMUNE Fagertun skole. Årsplan i naturfag for 6. og 7. trinn 2013/14. Læreverk Gaia 6, naturfag for barnetrinnet.

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

Innhold. Forord Prolog Del 1 HVA ER FYSIKK?... 23

Atommodeller i et historisk perspektiv

MNF, UiO 24 mars Trygve Helgaker Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo

Last ned Hva er kosmos - Øystein Elgarøy. Last ned

Last ned Hva er kosmos - Øystein Elgarøy. Last ned. Last ned e-bok ny norsk Hva er kosmos Gratis boken Pdf, ibook, Kindle, Txt, Doc, Mobi

Grunnleggende ferdigheter

Programfag innen programområde Realfag skoleåret en presentasjon av fag som tilbys ved Nes videregående skole

Last ned Det levende universet - Duane Elgin. Last ned

Fornying av fysikk i videregående skole. Per Morten Kind, Inst. for fysikk NTNU

VAKUUM: INGENTING? GAMLE GREKERE: INTET finnes ikke fordi verden må forklares. INTET kan ikke forklares. Heller er det slik at verden er full av noe.

Hvordan skal vi finne svar på alle spørsmålene?

Karakterane 3 og 4 Nokså god eller god kompetanse i faget. Kommuniserer

Programfag innen programområde Realfag skoleåret en presentasjon av fag som tilbys ved Nes videregående skole

Fysikk Kapittel 1,5 og 8

Fysikk og virkelighetsoppfatning

ØVING 2. Krumningseigenskapar for eindimensjonale energieigenfunksjonar. h2 + V (x). (0.1) 2m dx 2

Last ned Det beste innen ny vitenskap. Last ned. Last ned e-bok ny norsk Det beste innen ny vitenskap Gratis boken Pdf, ibook, Kindle, Txt, Doc, Mobi

LOKAL FAGPLAN NATURFAG

Bevissthet, selvet - og hjernen smakebiter om

Last ned Universet. Last ned. Last ned e-bok ny norsk Universet Gratis boken Pdf, ibook, Kindle, Txt, Doc, Mobi

Hovedområde: Forskerspiren Eksamensoppgaver fra skriftlig eksamen Naturfag (NAT1002).

NATURENS KODE INTRODUKSJON TIL BOKA

Naturfag 6. trinn

Årsplan Naturfag 5B, skoleåret 2016/2017

vitenskapen ikke gir rom for å tro på Gud. For opptak:

Moderne partikkelfysikk. Normal text - click to edit

Introduksjon til partikkelfysikk. Trygve Buanes

ÅRSPLAN I NATURFAG TRINN BREIVIKBOTN SKOLE

Transkript:

Jubileumsmiddag, 15.11.2003 Fysikk 50 år frem i tid Gaute T. Einevoll Norges landbrukshøgskole

Fysikkens handlingsrom

20. århundre: Naturlover avdekket

Analyse vs. syntese 1900: Mye indirekte bevis for atomhypotesen, men ingen kunnskap om hva et atom egentlig er 2000: Atomteorien en grunnpillar i fysikken (Schrödinger-ligningen) Scenen er satt for all fremtidig ingeniørkunst [~100 atomære byggeklosser] ELLER?

I praksis uendelig mange måter å sette sammen atomer på ( kombinatorisk stort tall, ~10 23!) NANOTEKNOLOGI, BIOTEKNOLOGI

Bok: Critical problems in physics KOMPLEKS. AMMENFILT. MAKRO MIKRO INNHOLDSFORTEGNELSE 1. Introduction 2. Non-equilibrium physics 3. Dynamics, computation and neurobiology 4. Emergence and evolution of patterns 5. High-temperature superconductors 6. The on-going revolution in medical imaging 7. Cosmological challenges for the 21st century 8. Gravitation and experiment 9. Gravitational waves 10. Neutrino oscillations 11. The Tevatron 12. High energy colliders 13. Vistas in theoretical physics 14. The future of particle physics as a natural science

Nye avbildningsmetoder endrer medisinsk vitenskap og praksis: MEG fmri MRI PET

Mikrokosmos ( smått ) I dag: Standardmodellen forklarer (nesten) alle eksperimentelle observasjoner + 3 fundamentale krefter Menneskehetens største kulturelle prestasjon!?

Men: $ $ $ Standardmodellen forventet å være ufullstendig når mindre dimensjoner/ større energier studeres [Hint: Nøytrinoet synes å ha en endelig masse] Problem: smått er dyrt! Large HadronCollider (LHC) på CERN. - på lufta i 2008(?) - vil teste ut jomfruelige energiområder

Åpent spørsmål: Finnes det 1 urkraft? [dvs. forenes alle krefter ved høy nok energi?] NEI; hvis vi bare har de partiklene vi hittil har funnet JA KANSKJE; hvis de alle har superpartnere

Flere åpne spørsmål: Består alle partikler av ørsmå strenger (evt. membraner ) på Planck-skalaen (~10-30 m)? [strengteori vil kunne koble kvanteteori og gravitasjon] Hvis ja, hvordan skal vi få sjekket det med eksperimenter/observasjoner? Vanskelig å se for seg hvordan tilstrekkelige energier (~10 19 GeV) kan oppnås i jordiske eksperimenter [LHC, ~ 10 3-10 4 GeV] Men naturen selv gjorde et slikt eksperiment for en tid tilbake

Makrokosmos ( stort ) Tidløst spørsmål: Hvordan startet alt sammen? FYSIKKENS SKAPELSESBERETNING : 1. Universet utvider seg 2. fra et varmt og tett Big Bang 3. hvor hydrogen og helium ble til. 4. Meget tidlig var det en inflasjonsfase 5. som forårsaket et tilnærmet flatt univers i dag. 6. Opphavet til strukturer er Gaussiske irregulariteter ØKENDE SIKKERHET 7. som ble til på grunn av kvantefluktuasjoner under inflasjonsfasen. 8. Strukturenes dynamikk er dominert av kald mørk ikke-baryonsk materie (~23%), 9. men det meste av energitettheten (~73%) i universet skyldes mørk energi med sterkt negativt trykk.

Hvordan har vi funnet ut dette? Bl.a. ved måling av bakgrunnstråling (sist: WMAP,2001) fingeravtrykk av universet 380000 år etter Big Bang

Hvis disse postulatene blir bekreftet (og nødvendige parametre bestemt): Kosmologien deles i to 1 2 Bruk postulatene og kjente naturlover til å regne ut hvordan strukturene i Universet har utviklet seg siden 380000 år etter Big Bang Hva skjedde i det ultratidlige univers? Hva er egentlig den mørke materien og den mørke energien? Finnes det flere univers? Why is there something rather than nothing?

Liv i universet Finnes det liv andre steder enn på Jorden? Liv på Mars? 1996: BEVIS FRA METEORITT FRA MARS FOR AT BAKTERIER LEVDE DER FOR ~4 MILLI- ARDER ÅR SIDEN- DARWIN (etter 2015): Vil kunne observere planeter a.la. Jorden (og måle O 2 og H 2 O) opptil 30 lysår unna. SETI: Vil vi fange opp signaler fra intelligent liv fra det ytre rom?

Sammenfiltring Kvantemekanikken er både matnyttig og subtil MATNYTTIG SUBTIL

FREMOVER: Sterkt korrelerte fermionsystemer er fortsatt dårlig forstått (f.eks., høy-t c superledere) Mange nye spennende utviklinger, f.eks.: BOSE-EINSTEIN KONDENSASJON C 60, NANORØR,

KVIKK (Kvanteinformasjon,- kommunikasjon, og kalkulasjon) : Utnytting av sammenfiltringsegenskapene til praktiske formål som, f.eks., beregning, kryptering, Dagens serielle datamaskiner er logisk sett klassiske: Sammenfiltring er et problem ( crosstalk ) KVIKK-maskiner: Sammenfiltring utnyttes til parallellprosessering. Kvantealgoritmer ( software ) allerede utviklet, men hardware er (i beste fall) under utvikling.

Kompleksitet Intuitivt: 1 liter vann er mindre kompleks enn 1 liter kattunge. Hvorfor? 1 liter kattunge har mange flere forskjellige makrotilstander Komplekse strukturer oppstår ofte når systemer utsettes for ytre påtrykk: RAYLEIGH-BENARD KONVEKSJON SPREKKDANNELSE DENDRITTISK VEKST

Biologiske systemer Viktig klasse av komplekse systemer: Levende systemer NOEN INTERESSANTE SPØRSMÅL: 1. Hvordan oppstod liv? 2. Hvordan koder DNA for utseende/oppførsel til en bakterie, et dyr eller en plante? 3. Hvordan tenker man?

Bevissthet Hvordan kan bevissthet oppstå i en samling atomer? Kan den subjektive oppfattelsen av bevissthet studeres vitenskapelig? Kan datamaskiner noen gang bli bevisste? [Hvis ja, hvordan vil vi kunne finne det ut?] Mankind is a catalyzing enzyme for the transition from a carbon-based to a silicon-based intelligence (G.Bricogne)

Roger Penrose: Spenstig ide om mental aktivitet hos mennesker: 1. Hjernen er ikke en Turing maskin kollaps av kvantemekanisk bølgefunksjon eneste mulighet 2. Kollaps av bølgefunksjon er knyttet til den (uferdige) kvantegravitasjonsteorien 3. Hvor i nervecella er kvantemekanikken? MIKROTUBULER 1 2

FYSIKK Sosiologiske endringer i naturvitenskapene 1900 2000 1953 BIOLOGI FYSIKK KJEMI BIOLOGI FYSIKK KJEMI 1925 h

Hva er fysikk? Alternativ 1: Fysikk er læren om stoff og krefter Alternativ 2: Fysikk er det som fysikere gjør! Fysikk kjennetegnes av forskning på naturen med tanke på utvikling av matematiske modeller Hvem er bedre trent til å gjøre dette enn fysikere? NÅ OGSÅ:

På vei mot en felles naturvitenskap (igjen)?

SLUTT