En amerikansk guldgruva, en kanadensisk nickelgruva, en japansk zinkgruva – och den tidigare järngruvan i Garpenberg i södra Dalarna. Vad har de gemensamt? Neutriner förstås!

Neutrinernas förvandlingskonst och pyttemassor står i centrum för årets Nobelpris i fysik och de har mycket kvar att ge. Väldigt mycket kan det visa sig. Ett föreslaget projekt handlar om att använda acceleratorn ESS i Lund, som nu håller på att byggas, för att skicka en stråle av neutriner snett ner genom marken med sikte mot gruvan i Garpenberg. En detektor en kilometer ner i berget skall sedan noggrant mäta vad som kommer fram. Varför?

En av de riktigt stora gåtorna är varför vårt universum består nästan uteslutande av materia och inte just någon antimateria alls. Man menar att det måste finnas små skevheter i naturlagarna som gör att materien klarar sig bättre i Big Bang än antimaterien. Man har redan kunnat se tecken på detta när det gäller hur kvarkar beter sig men det räcker inte för att lösa mysteriet med den försvunna antimaterien. Kanske det finns fler skevheter när det gäller hur andra partiklar som till exempel neutriner uppför sig? Det är just det som projektet i Garpenberg handlar om.

En sådan skevhet bland de kända neutrinerna skulle kunna smitta av sig på ett slags tyngre och än mer svårfångade släktingar som man spekulerar om: de sterila neutrinerna. Låt oss i linje med Fruktstund med Nobelpris i fysik kalla dem för meloner:

Ingen vet om det finns meloner men de skulle kunna, om de skiljer på materia och antimateria på rätt sätt, kunna förklara varför materien vann i det tidiga universum. Och inte bara det, de skulle dessutom kunna svara för universums mörka materia. Det spekuleras annars om att den mörka materien kan utgöras av supersymmetriska partiklar. Man försöker skapa dem vid CERN, men ju längre de lyser med sin frånvaro desto större är risken att man är på fel spår. Kanske det handlar om just meloner istället?

Var, när och om experimenten kommer att utföras blir upp till politik och ekonomi. Lätta saker är det inte men entusiasmen i Dalarna är stor. En sak visar i alla fall historien: den som gräver djupt i gruvor efter neutriner blir ofta rikligt belönad.

Neutriner som byter sort? Vad handlar det om egentligen?

Det finns tre olika sorters neutriner: elektronneutriner, muonneutriner och tauneutriner. Men låt oss för enkelhetsskull kalla dem för äpplen, päron och bananer.

Solen lyser tack vare kärnreaktioner där väte slås samman till helium. Av bara farten bildas det också en himla massa elektronneutriner – dvs äpplen.

Redan på 60 och 70-talen stod det klart att det verkade komma alldeles för lite äpplen från solen. Mätningar med hjälp av underjordiska detektorer gav oväntat låga värden. Vart hade de tagit vägen?

SNO i Kanada, under ledning av Arthur McDonald, kunde visa att de hade bytt sort. En del av äpplena hade förvandlats till päron och bananer under resan hit. Till skillnad från tidigare detektorer som bara kunde känna smaken av äpple, kunde SNO hantera både päron och bananer. Slutsatsen blev att det måhända inte kom så många äpplen från solen men den totala mängden frukt var i alla fall den rätta!

Vid Super-Kamiokande i Japan, under ledning av Takaaki Kajita, undersökte man neutriner skapade av kosmisk strålning som dundrar in i atmosfären. Detektorn hade möjlighet att känna av både äpplen och päron. Man tittade på neutriner som kom dels från atmosfären alldeles ovanför men också från andra sidan jorden. Vad man upptäckte var att mängden äpplen alltid var den samma — tydligen bytte de inte sort i just det här fallet. Däremot kom det mindre med päron från andra sidan jorden. Vad hade hänt? De hade förstås bytt sort och blivit bananer!

Summa summarum innebär dessa resultat att neutriner kan byta sort. Och detta innebär i sin tur att de måste ha massa. Förklaringen till just detta är lite knepig. Det har att göra med kvantmekaniken och att neutrinerna inte bara uppträder som partiklar utan ibland bättre beskrivs som vågor. Dessa svängande vågor kommer i ofas om neutrinerna har olika massor och resultatet blir fruktsallad.

Mer om priset finns att läsa hos Kungliga Vetenskapsakademin och man kan också titta på sändningen från SVT och ett försök som jag gör att förklara vad det handlar om.

Det kommer mer om neutrinerna på dessa sidor framöver.

Forskar NASA på en warpdrive som gör det möjligt att resa till stjärnorna i ett nafs med farter över ljusets? Ungefär som i Star Trek? I samband med en två timmar lång paneldebatt – Rymdslottet Live – på Kulturhuset i Stockholm igår kom frågan upp. Hundra astronauter hade varit på besök i trakten och i ett uppföljande samtal tillsammans med Peter Linde, Marie Rådbo och Maria Sundin diskuterade vi allehanda rymdrelaterade ting. (En video kommer så småningom att läggas ut.)

Utgångspunkten för frågan om warpdrive var ett föredrag av en Harold ”Sonny” White som man kan hitta på nätet. Den oinvigde kan lätt låta sig luras av Sonnys snitsiga föreläsning. Det står NASA överallt, grafiken är elegant och framtidsvisionen optimistisk. Vad spännande!

Idén – ursprunligen formulerad av Miguel Alcubierre – handlar om att skapa en bubbla av krökt rumtid som kan röra sig snabbare än ljuset. Det finns ju inget som hindrar att galaxer rör sig ifrån varandra i det expanderande universum med överljusfart. De åker helt enkelt snålskjuts på det expanderande rummet utan att det strider mot relativiteten. Tanken är att åstadkomma något liknande med en bubbla av krökt rumtid som rör sig snabbare än ljuset. Det som finns inne i bubblan rör sig inte något alls relativt det rum som bubblan består av. Det hänger bara med.

Kruxet är att kröka till rumtiden tillräckligt mycket och dessutom att få skjuts på den. Man vet sedan länge att det krävs exotisk och mycket besynnerlig materia för att åstadkomma det här. Dessutom väldigt, väldigt mycket. Det har hävdats att man via kvantmekaniken skulle kunna få till materia av rätt slag även om ingen har en aning om hur man skall kunna åstadkomma det i praktiken

Detta har Sonny tagit fasta på. Genom att finurligt(?) använda extra dimensioner menar han att han lyckats få ner den nödvändiga mängden exotisk materia. Och att han dessutom har ett sätt att skapa den med hjälp av diverse elektriska apparater i en källare på NASA.

Om det här vore sant skulle ett nobelpris vara säkrat snabbare än Jean-Luc Picard hinner säga ”Engage” – alldeles oavsett om Sonny lyckas skruva ihop ett praktiskt fungerade rymdskepp eller ej. Det är farligt att vara kategorisk men den här gången tar jag risken: det handlar om önsketänkande och ren rappakalja.

Att NASA i viss mån låter Sonny  hållas kan väl ha att göra med att man vill hålla modet uppe hos rymdentusiaster som annars riskerar att tappa modet. De bemannade Marsfärder man drömde om efter Apolloprojektet ser ju ut att bli ett halvsekel försenade jämfört med vad optimisterna trodde en gång.

Någon warpdrive finns inte inom räckhåll och det finns goda skäl att tro att det aldrig kommer att gå att konstruera någon. Förmodligen är det lika omöjligt att bygga en warpdrive som maskhålet i filmen Interstellar av det enkla skälet att det annars skulle vara möjligt att resa bakåt i tiden. Om man kan resa snabbare än ljuset är det nämligen lätt hänt att man råkar vilse och på en resa tur och retur till stjärnorna kommer tillbaka hem innan man startade. Och det vore ju faktiskt rätt konstigt. Visserligen finns det sätt att bringa reda i sådant också men den allra rimligaste slutsatsen är att det helt enkelt inte går. Alls.

Kan jag ha fel? Absolut. Men Sonny är i alla fall chanslös – det är jag säker på.

Är det då kört med resor till stjärnorna? Kanske inte. Peter Linde var lite mer optimistisk och menade att det, om viljan bara finns, skulle kunna vara möjligt inom något hundratal år. Hastigheter på tio, tjugo procent av ljuset är inte helt otänkbara. Och även om det väl knappast är aktuellt att skicka med människor på resor som varar i ett halvsekel skulle obemannade färder till de närmaste stjärnorna vara möjliga med i princip känd teknik.

Även Sonny hänvisar till ett sådant projekt i sin föreläsning: Daedalus. En jättelik koloss som spränger vätebomber i sin buk för att få fart. Schabraket väger 54000 ton, vilket Sonny tycker är lite mycket – det är därför han hellre vill kröka rummet. Men faktum är att det inte motsvarar mer än en Finlandsfärja. Problemet är förstås att få upp och sätta ihop det i omloppsbana runt jorden. Den största konstruktion som man i delar hittills hivat upp är rymdstationen ISS som har en hundradel av massan. Men om man bara vill det tillräckligt mycket så skulle det väl kunna gå.

Och det är väl just det som är det verkliga kruxet. Hur gärna vill vi? Tekniken kan nog ordna sig snabbare än man tror, det riktigt svåra är att hitta de goda skäl som övertygar tillräckligt många om att man skall göra det.

John F. Kennedy motiverade månfärderna med att ”We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard.”

Det fungerar på mig men det kanske inte räcker för det stora flertalet. Inte nuförtiden i alla fall. Till Finland på ett dygn eller till stjärnorna på ett halvsekel? Bara att välja.