Ellen Hammarstedt

Ellen Hammarstedt

Hejsan!

Ellen heter jag, och välkommen till min lilla rymdhörna!

Jag kommer ifrån Partille, en liten kommun strax utanför Göteborg där jag precis avslutat tredje året på gymnasiet. Jag har alltid varit en fysiknörd och valde därför att plugga naturvetenskap, vilket jag har älskat! Här lägger jag ut artiklar lite då och då om coola grejer inom astronomi och fysik!

Frågor? Hör bara av dig till ellen.hammarstedt@au.se

GLUON 2019

Den 4:e maj samlades GAUSS och UAPFF i Göteborg för det första årliga GLUON, akronym för “Gauss Levererar UAPFF-evenemang Om Naturvetenskap”! GLUON var alltså ett samarbete mellan de båda föreningarna och målet var att sprida intresset för partikelfysik samt att skapa band mellan de båda föreningarnas medlemmar!

Här är workshopen i full gång!

Här är grillkvällen! Hur mysigt?

Kvällen började med att vi samlades i Göteborg och lyssnade på en fascinerande föreläsning om “nuclear astrophysics” som Chalmers-forskaren Andreas Heinz höll i, följt av en frågestund. Därefter satt vi och fikade, pratade och bondade en bra stund! När fikat var slut och alla fått lite mer energi var det en workshop på programmet som Amanda Christianson tillsammans med UAPFF:s Gabriel höll i. Workshopen handlade om design thinking, vilket är namnet på ett ramverk man arbetar i för att ge optimalt fokus på produktens användare/kunder. Många bra idéer kom fram angående hur vi ska utveckla föreningarna men framförallt hur eventet GLUON kan bli ännu bättre nästa år!

Då workshopen var över hade klockan hunnit bli sent, solen hunnit försvinna och det var dags för oss att bege oss till Slottsskogen för stjärnskådning, grillning och rymdigt häng. Det grillades i sann lägeranda både korv och marshmallows ute i skogen samtidigt som molnen ibland skingrade sig över oss och därmed gav möjlighet för lite stjärnskådning då och då.

“Nya band skapades, erfarenheter delades och en godtycklig mängd marshmallows konsumerades” är vad UAPFF själva skrev efter eventet, och den meningen summerar hela GLUON på bästa sätt! Nu är det bara att börja ladda och tagga inför GLUON #2!

Allt gott!

PS: det faktum att kvaliteten och kvantiteten av bilder är bristande är bara ett bevis på evenemangets succé; vi hade helt enkelt FÖR trevligt för att hinna ta bilder!

Hur kommer det svarta hålet att se ut?

Hej på er,

Som ni säkert har plockat upp någon stans är imorgon dagen då vi för första gången i världshistorien får se en bild av ett svart hål. Vi kommer bland annat kunna använda de här bilderna (som tagits av Event Horizon Telescope, EHT) till att kontrollera om Einsteins allmänna relativitetsteori faktiskt beskriver vad som händer runt ett svart hål! Jag tänkte här förklara hur forskare tror att bilden kommer se ut.

Okej, så ett svart hål är kort sagt ett objekt med en sådan massa och radie (Schwarzschildradie) att flykthastigheten är högre än ljushastigheten. Eftersom det är omöjligt för något att färdas så snabbt kommer inget, inte ens ljus kunna lämna objektet, och därav för oss se ut som ett svart hål mitt i rymdens annars ganska färgglada materiesammansättning. Vi kan inte ta en bild av hålet självt, men för svarta hål i till exempel galaxer, som det i vår vintergata, finns så mycket färgglad materia runt omkring att vi kan ta bild och se vart denna färgrikedom saknas.

Runt ett svart hål finns en kaotiskt roterande ackretionsskiva full av gas som rör sig med näst intill ljusets hastighet. Denna skivan är i stort sett det svarta hålets mat, det tar hela tiden från skivan och slukar in det innanför sin eventhorisont. Den här ackretionsskivan inre radie motsvarar dock inte det svarta hålets schwarzschildradie, utan det är ett avstånd däremellan, precis som det är mellan Saturnus och dess ringar. Detta beror på att runt ett icke-roterande svart hål så är den innersta stabila cirkulära banan för materia är ungefär 3 schwarzschildradier från det svarta hålets mittpunkt, inte 1. Om materia skulle befinna sig innanför denna radie skulle den direkt bli uppslukad av det svarta hålet. Ljus, däremot, kan befinna sig närmare. För ljus är den minsta stabila banan bara 1,5 schwarzschildradier från mittpunkten. Till skillnad från materien som kommer strukturera sig i en skiva så kan ljuset snarare uppfattas som en sfär av fotonbanor. Detta betyder i stort sett att om ditt huvud var de svarta hålet så skulle du kunna se vad som händer bakom dig, eftersom fotonerna kommer runt huvudet och träffar dina ögon, vilket är ganska coolt.

Så vilken av dessa delar kommer vi att se bilden? För att svara på det behöver vi tänka på att de svarta hålen kröker rumtiden. De radiovågor som EHT sänder kommer därför slukas av det svarta hålet även om de inte skickas direkt på det. Vågor som i ”vanliga” fysikaliska fall skulle passerat ovanför eller under hålet kommer böjas in och försvinna bakom eventhorisonten. Det har beräknats att det avstånd från centrum som vågen behöver vara ifrån hålet är 2,6 schwarzschildradier. Vid detta avstånd kommer vågen i stort sett ta ett varv runt hålet och sen fortsätta framåt. Bilden vi får från EHT är 2,6 gånger större än eventhorisonten (den svarta cirkeln längst till höger).

Ni har säkert sett filmen interstellar, i vilken det finns en bild av ett svart hål. Detta är faktiskt en relativt möjlig bild. Vi ser det svarta hålet som en cirkel. Hittills har jag förklarat hur det kommer se ut om ackretionsskivan är i samma plan, dvs att om vi kunde se den med blotta ögat skulle den vara som en donutformad cirkel som omgav hålet. Men om skivan istället är vinkelrät mot hålet då? Jo, då kommer ljuset från skivan på baksidan av svarta hålet böjas runt hålet på ett sådan sätt att vi ändå får en liknande bild som tidigare, förutom att vi OCKSÅ ser de del av ackretionsskivan som så att säga täcker för det svarta hålet. Det är i detta fallet vi får den ikoniska bilden:

En annan cool grej är att eftersom partiklarna rör sig supersnabbt och åt olika håll beroende på vart vi observerar de från kommer ljuset enligt dopplereffekten vara rejält röd- eller blåförskjutet från olika observationspunkter. Det kommer alltså ha olika ljusintensiteter och färger beroende på varifrån man kollar på det.

Om dessa teorier stämmer eller ej får vi väldigt snart reda på!

EDIT: (Måste ju visa upp bilden också!)

Detta är bilden som hade förutspåtts innan 

Här är den alltså, den första bilden på ett svart hål.

 

 

 

 

 

 

Einstein verkar ha haft rätt hela tiden, bilden är i stort sett identisk med vad han förutspådde. Ganska coolt!

 

Cherenkovstrålning

fig.1 Cherenkovstrålning kring en kärnreaktor

Hej på er kära rymdnördar!

Idag kommer ett mycket spännande inlägg hörni. Jag tänkte prata lite om cherenkovstrålning, vilket förutom att vara supercoolt även råkar vara vad mitt gymnasiearbete kommer att handla om!

fig.2

Det flesta vet ju att ljusets hastighet i vakuum (299 792 458 m/s) är vad vi vet den snabbaste velociteten  någonting kan färdas i. Men i andra medium än vakuum är ljusets hastighet mycket långsammare, ungefär 225 000 000m/s i vatten till exempel. Detta innebär att partiklar kan åka snabbare än ljuset i ett visst medium, varpå en strålningskon bildas mot partikelns riktning enligt samma princip som en sonic boom (illustreras i fig.2). Detta är cherenkovstrålning, och den syns som ett blått ljus kring bland annat kärnreaktorer (se fig.1).

 

Japans egna neutrino-detektor: Super-Kamiokande!

Det coola med cherenkovstrålning är att man, genom att detektera strålningen, kan lokalisera specifika partiklar och till och med bestämma egenskaper hos de partiklar man detekterar. Cherenkov-fenomenet uppstår till exempel i jordens atmosfär, när högenergiska gamma-fotoner eller annan kosmisk strålning rör sig ner mot jorden.

Tack vare cherenkovdetektorer kan vi till viss del räkna ut vilken riktning artiklarna kom från, och hur mycket energi de bär på! Denna metoden är därav bland annat den viktigaste komponenten i sökandet efter den mystiska neutrinon, vilket bland annat är fallet i japans coola detektor Super-Kamiokande. Detta är en konstruktion lika stor som ett 15-våningar högt hus, gömd en kilometer under Mount Ikeno i Japan (för att inte andra partiklar än neutrinosarna ska detekteras). I den här enorma bägaren i guld finns det 50.000 ton ultra-rent vatten, så rent att det otåligt väntar på att få lösa upp ämnen i sig (underhållspersonal upplever till exempel alltid att det kliar ofantligt mycket i deras hårbottnar efter att de varit där inne, för att näringsämnen och mineraler från deras hår löser upp sig i vattnet). Eftersom neutrinos inte tappar farten av tätare medium, utan kan åka genom kilometer av stål utan att det påverkar deras velocitet, åker de snabbare än ljuset i vattnet! Detta vet vi ju nu skapar en sonic boom av strålning, cherenkovstrålning. För att fånga upp dem är hela super-kamiokande fullproppad med 11.000 ”photo multiplier tubes” som fångar upp ljuset och konverterar det till en elektrisk ström, vilken vi kan observera! 

Exakt vad mitt gymnasiearbete kommer handla om håller jag på ett tag till (det är tyvärr inte riktigt lika coolt som det man gör i Super-Kamiokande…), men det ska bli hur spännande som helst att lära mig ännu mer om cherenkovstrålning! Uppdateringar kommer.. ;)

Parker solar probe

 

Bildkälla: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-renames-solar-probe-mission-to-honor-pioneering-physicist-eugene-parker

Den 12 augusti lyckades NASA skicka upp Parker solar probe” från Cape canaveral air force station i Florida. Parker är en rymdsond som kommer skapa historia och lägga grund för mängder av nya vetenskapliga genombrott. Sonden ska komma närmare solen än vi någonsin lyckats; så nära att den kommer att vara inne i solens atmosfär, koronan! Detta uppdraget kommer ge oss nya insikter i hur solens atmosfär fungerar, större förståelse för solvädret, och framförallt kommer vi kunna förutsäga förändringar i den rymdmiljö jorden befinner sig – vilken är kritisk för det liv och den teknologi vi har här.

 

I en artikel som gavs ut 5 september skriver NASAs Geoff Brown att farkosten än så länge presterar så som den förväntas; instrumenten sätts till och med i drift tidigare än planerat, vilket innebär att uppdraget ligger före i schemat! Än så länge har man startat upp bland annat instrumenten SPC (Solar Probe Cup) och SPAN (Solar Probe ANalyser) som på olika sätt ska mäta upp solvindar och plasman i dem som kommer in mot sonden.

 

Parker-sonden kommer att befinna sig i väldigt varma och strålningsrika regioner. För att den ska kunna flyga in och observera de områden där solens mest energirika partiklar bildas måste sonden kunna klara av temperaturer på upp till nästan 1377 C! Det är därför omgivet av en 11.43 cm tjock,vit kol-”sköld” som ska skydda farkosten och instrumenten ombord genom att reflektera värme som kommer mot den. Den har även påbyggda sensorer som en del av en mekanism som själv kan avgöra om sonden är påväg för långt in i koronan. Om dessa sensorerna reagerar så byter helt enkelt Parker riktning. På så vis hålls den på ett lagom avstånd från de varmaste delarna, utan vi på jorden behöver göra någonting. Detta är till stor fördel eftersom det är nästan omöjligt för oss här att styra en sond som befinner sig såpass långt borta.

 

Uppdragets huvudsakliga mål är att betrakta hur energi och värme rör sig genom solens korona, och undersöka vad som accelererar solvindarna och de energirika partiklarna. Anledningen till varför denna informationen är relevant är att solen är den enda stjärna som vi kan studera så här detaljrikt. Ju mer vi vet om vår stjärna, desto mer kan vi ta reda på om de andra stjärnorna utanför solsystemet. Vidare är solens värme och ljus den huvudsakliga förutsättningen för liv. Genom att studera solen kan vi närmare ta reda på hur liv egentligen har utvecklats här på jorden, och därmed fortsätta att leta spår efter liv på andra ställen än jorden! Förutom detta kommer sonden som sagt att lättare låta oss förutsäga solvädret; hur magnetfälten som omger jorden och de andra planeterna påverkas av solvindarna. De här störningarna i magnetfältet kan förändra satelliters banor, påverka deras funktion och förkorta deras livstid, vilket blir mycket mer ekonomiskt påfrestande än om vi hade kunnat ha störningarna i åtanke då satelliterna konstrueras. Parker solar probe lägger alltså fram möjligheter för oss att lägga större budget på andra forskningsprojekt, till exempel på att leta efter utomjordiskt liv, med hjälp av data från sonden själv! 

 

Källor: Nasa, Youtube

SUperSYmmetri

När jag kom hem från rymdforskarskolan och skulle skriva rent alla anteckningar från föreläsningarna så fastnade jag mitt i projektet då jag läste en del av partikelfysikföreläsningen, nämligen den del om hur standardmodellen är otillräcklig. Framförallt snöade jag snabbt in mig på avsnittet om supersymmetri, som förkortas SUSY. Efter att ha läst all text från vetenskapliga artiklar till skumma hemsidor på internet och letat igenom alla böcker jag kunnat efter information om de här supercoola partiklarna bestämde jag mig för att det är det perfekta ämnet för mitt allra första riktiga inlägg här!

Standardmodellen består ju av två stora familjer:

  1. Den första stora familjen är fermioner. Det är dessa som utgör alla massa. De är i sin tur indelade i diracfermioner (kvarkar, leptoner och hadroner), majoranafermioner och weylfermioner. De två senare behöver vi forska mer om innan vi kan säkert fastställa vad för partiklar som ingår där, men man tror bland annat att neutrinosar kan vara en typ av majoranafermioner.
  2. Den andra familjen är bosoner, budbärarna av universums krafter. De är indelade i guagebosoner och s.k “scalar bosons”, i vilka endast Higgs-bosonen är med.

Standardmodellen har till stor utsträckning gett bra möjligheter att förutsäga fenomen inom astronomin, men på senaste åren har brister börjat träda fram, och man anser att den standardmodell vi idag använder är ofullständig. Man har därför lagt fram teorier om supersymmetri, som innebär att varje partikel har en egen superpartner.

Bildkälla: http://www.physics.gla.ac.uk/ppt/bsm.htm

Idén med en superpartner är att de ska koppla ihop fermioner och bosoner, genom att varje fermion har en superpartner i form av en boson. På motsvarande sätt har varje boson en fermion-partner. Exempelvis skulle elektronen (fermion) ha en superpartner vid namn selektron (boson, s för symmetri). I en perfekt, teoretisk värld skulle ett SUSY-par har exakt samma egenskaper i alla avseenden förutom spin, som skulle skilja med en halv. Vi kan dock anta att det borde finnas avvikelser, som det brukar göra i naturen.

En stor drivkraft till varför forskare vill hitta de här SUSY-partiklarna är att de är potentiella kandidater till vad som utgör den mystiska mörka materian! Vi vet inte supermycket om denna mörka materian, men vi vet att den inte interagerar med den elektromagnetiska fältet, men har stor gravitationell påverkan, vilket passar in på teorierna om de här symmetripartiklarna. 

I dagens läge finns inga experimentella belägg för att partikeln finns, det är helt enkelt än så länge en matematiskt attraktiv lösning till de ofullständiga modellerna vi hittills har fastställt. De forskare som jobbar med att leta efter SUSY-partiklarna förväntar sig att kunna upptäcka dem med den teknologi vi redan använder i LHC (Large Hadron Collider) i CERN, och de tror inte att de är särskilt långt ifrån upptäckten!

Så i kort; supersymmetripartiklar skulle innebära att vår standardmodell fördubblas, och detta erbjuder attraktiva lösningar på många stora mysterier. Problematiken är dock just det – att det i nuläget är en attraktiv lösning och inte så mycket mer än det. Men eftersom naturen ofta väljer den enklaste, mest eleganta vägen är enkelhet i många lägen belägg för sanning. Jag väntar med spänning på att världens forskare ska upptäcka mer!

Källor:

Cerns hemsida, Ne.se, Anteckningar från rymdforskarskolan!

 

 

Ny rymdbloggare!

Hejsan svejsan!

Ellen heter jag och jag är ny rymdbloggare här på astronomisk ungdoms hemsida! Superkul tycker jag :). Jag kommer ifrån Partille, en liten kommun strax utanför Göteborg där jag precis börjat tredje året på gymnasiet. Jag har alltid varit en fysiknörd och valde därför att läsa naturvetenskap, vilket jag älskar! Men att det bara är ett år kvar innebär som ni alla vet: gymnasiearbete. Jag är just nu i slutskedet av den smått stressiga processen att välja ämne och fixa det som krävs för att få alla planer att bli verklighet, men jag tror att jag alldeles snart kan dra igång med arbetet! (Stay tuned… ;))

När jag har pratat med andra med samma rymdintresse härstammar det ofta från sci-fi filmer och liknande, men för mig kom det från andra hållet. Som jag nämnde tidigare har jag alltid brunnit för fysik. När vi började med NO i högstadiet längtade jag konstant efter fysiken när vi höll på med kemin och biologin, och när vi väl kom dit var jag överlycklig. Jag har alltid gillat att plugga och lära mig nya grejer, men aldrig på den nivån. Jag var fast besluten att lära mig varenda detalj i högstadiets tre fysikböcker, och under processen insåg jag att det finns ett ställe som är helt fullproppat med spännande fysik som man inte ens upptäckt än – rymden. Jag fattade dock inte hur man jobbade med det, och därför var jag genom grundskolan ändå helt inställd på att läsa till veterinär. Detta var tills jag introducerades till  föreningen astronomisk ungdom, och jag fick genom ett kort läger i april och rymdforskarskolan nu i somras lära mig att man visst kan hålla på med det där med rymden! Under en sommar har jag lärt mig mer om rymden och astronomi än jag trodde var möjligt att lära sig på så kort tid, men det viktigaste jag lärt mig är jag faktiskt kan ägna mitt liv åt det jag älskar allra mest – fysik och rymden.

Förutom rymden gillar jag även beachvolleyboll, vilket jag tränar, spelar och coachar andra i! Här i Göteborg finns världens största inomhushall för beachvolleyboll, och det är där jag har majoriteten av mina bästa kompisar, vilket gör det till ett av mina favoritställen att vara. Det blir såklart lite klurigt ibland att kombinera två så stora delar av mitt liv, men det är det värt!

Okej, detta var allt som finns att veta om mig. Det ska bli superkul att få skriva av mig och dela med mig av mina nördigheter här! Hoppas ni är lika taggade som jag :)

Massvis med rymdkramar <3

Ellen

Ellen Hammarstedt