Fysikkpris for den sterke kraften

De fire kreftene i universet er gravitasjonen, elektromagnetismen, den svake kraften (ansvarlig for enkelte typer radioaktiv nedbrytning) - og altså den sterke kraften, den som holder atomkjernene sammen.

Prisvinnerne er dr. David J. Gross (63) ved Kavli Institute for Theoretical Physics at the University of California at Santa Barbara; dr. Frank Wilczek (53) ved Massachusetts Institute of Technology; og dr. H. David Politzer (55) ved California Institute of Technology.

Det tok 30 år

I to avhandlinger som ble publisert allerede i 1973, den ene ved doktorene Gross og Wilczek og den andre ved doktor Politzer, forklarte de hvorfor kvarker - de (teoretiske) bestanddelene i atomkjernens nøytroner og protoner - aldri kan studeres separat.

Utredningene maktet å bane vei for teorien om choromodynamics, fargedynamikk.

Teorien er en av en rekke teorier som samlet kalles Standardmodellen, og som forklarer alle naturens krefter unntatt gravitasjonen.

Arbeidet styrker troen på at det skal lykkes fysikerne å finne Enhetsteorien, Teorien om alt; forklaringen på alle krefter i naturen.

De tre forskerne sier at de vil dele prisens 10 millioner kroner helt broderlig. Andre forskere - som dr. L.M. Krauss ved Case University - sier det var på tide at de tre fikk prisen, mange i miljøet har ventet på dette helt siden i 1973.

Mange grublet

En mengde forskere har i årenes løp grublet på dette med krefter og kvarker.

- Kvantemekanikken hevder at krefter mellom partikler overføres som et slags ballspill, der små energibunter kastes ut og fanges inn, sier professor Politzer.

Når det gjelder elektromagnetismen, så er kraftbærerne små lysenheter som kalles fotoner. For den svake kraftens del skjer overføringen med W- og Z-bosoner, en slags brødre av protonene.

Når det gjaldt den sterke kraften, alle krefters kraft, var situasjonen ganske mørk og vanskelig selv om doktorene Gell-Mann ved Caltech og Zweig ved Harvard hver for seg "oppfant" en nyhet: Atomkjernenes protoner og nøytroner er ikke elementære, men satt sammen av andre partikler; de er kompositter.

En gummistrikk

Men hvorfor var det ikke mulig å få øye på disse byggesteinene, disse kvarkene?

Doktor Wilczek oppdaget til sin forbløffelse - da han eksperimenterte ved hjelp av en partikkelakselerator - at kvarkene inne i protonene oppførte seg som om de ikke var påvirket av noen kraft i det hele tatt. Det hele så ganske kaotisk ut.

Først da doktor Jaffe publiserte en avhandling i 1973, et dokument som skapte orden i kaoset - slapp katta ut av sekken:

- Det finnes seks typer kvarker, forklarte han; oppkvarker, ned, fremmede, " charmed" - dvs fortryllede - topp, bunn. Og så har de tre ulike farger: Røde, grønne og blå. Fargene er lik elektriske ladninger som påvirker hverandre ved å utveksle bunter av energi, bunter kalt gluoner. Gluonene bærer en fargeladning, derav begrepet chromodynamics, fargedynamikk.

I samme periode oppdaget dr. Gross og hans elev dr. Wilczek, at kraften mellom to kvarker økte med distansen mellom dem, mens den når de var helt nær hverandre var like null; liknelsen med en strikk mellom to kuler er fortreffelig, ifølge Wilczek. På fysikkspråket heter fenomenet asymptotisk frihet.