Vikten av att kunna förklara saker på olika sätt

Ibland hör man saker gång efter gång på gång, och man tror man har greppat vad det rör sig om. Och sedan hör man det formulerat på ett nytt sätt, och så är det något som faller på plats.
Ett sådant uppvaknande fick jag nyligen om våg-partikel-dualiteten.
Lektionsledaren i kvantfysik sade en jättebra sak. Hur många gånger har man inte hört "ljus kan beskrivas både som vågor, och som partiklar", och jag har tänkt att ljus verkligen är både vågor och partiklar, eller ja, att de är samma sak.
Och så hör man "ljus propagerar som vågor, men interagerar som partiklar". Och det har jag ju vetat hela tiden, jag menar man har ju hört om fotoelektriska effekten sedan barnsben (nåja, tonårsben).
Och ändå, när man hörde det sådär i en enda kompakt mening, så insåg jag att ljus inte är "både vågor och partiklar", utan något helt annat, som vi bara kan beskriva som "antingen eller" eftersom det är de matematiska verktygen vi har, och det är så vi uppfattar fotonerna i olika situationer. Men egentligen är det ju bara en sak, något som vi inte ännu förstår, som bara beter sig som vågor när det färdas, och partiklar när det interagerar.

Ny termin!

Nu har det gått en månad sedan vi kom tillbaks till Ångström, och efter en härlig mjukstart känns det nu återigen att det är kandidatfysik vi studerar. Även fast det känns ganska mycket och rörigt då och då är den övergripande känslan från min sida att hela programmet börjar knytas samman. Kurser börjar bygga på varandra på riktigt och vissa saker sticker ut och repeteras och man börjar fatta vilka grejor som är viktiga och grundläggande. Just nu är det till exempel väldigt mycket vågekvationer och partiella differentialekvationer, dessa behandlas i princip i alla kurser vi har just nu.

Äntligen har vi kommit fram till en en av de (från min sida i alla fall) hypeade kurserna i utbildningen: kvantfysiken. Igår gick vi för första gången igenom Schrödingerekvationen och känslan är ungefär: "Shit's about to get real!". Okej, Newtonmekaniken är väl också ganska legendarisk, men för en som i åratal letat sig djupt ner i populärvetenskapliga texter a la Stephen Hawkings böcker, känns det någorlunda episkt att äntligen kunna studera kvantmekanik seriöst.
Dessutom härlig, superamerikansk föreläsare som propsar på att alla ska ställa frågor, vilket alltid är trevligt!

Sedan har äntligen de gamla Fysikkonceptmötena återvänt, om än i ny förpackning. Denna gång är fokus på olika fysikpris, vilket alltså innebär att man får en kort föreläsning om, och sedan får möjlighet att diskutera, relativt moderna forskningsområden. Alltid mysigt att få lägga matten lite åt sidan och fundera över själva fysiken sådär mot kvällskvisten!

Luciafirande!

Upptäckte just att jag misslyckades med att publicera det här inlägget och det istället förpassades till korgen märkt 'utkast' i mer än en månad... Men bättre sent än aldrig tänker jag! Ni är väl alla nyfikna på hur fysiker på Ångström välkomnar julen, och hur bättre börja det nya året än med att minnas tillbaks till en väldigt mysig sammankomst i korridor åtta?
Traditionsenligt sågs vi alltså den 13:e december ("idag", eftersom jag publicerar det här retroaktivt och ljuger om vilket datum det är), drack glögg och åt lussebullar som generösa fyskammare bakat dagen innan. Den här tillställningen lockar fler och fler, i år fyllde vi upp ett helt klassrum med studenter och en hel kateder med mikrovågsugnar.
Vid 18-tiden fick vi besök av ett lussetåg av kemister, som fyllde rummet med naturvetarordvitsar och ljuset från fluorescerande vätskor. Efter det infann sig en väldigt munter stämning och kvällen spenderades sedan till stor del klurandes på frågorna i The Art of Science, vilket är ett sällskapsspel väldigt likt TP, fast bara med de bra frågorna. Jag vann såklart, vilket tillsammans med ett väldigt gott sällskap gjorde kvällen mycket trevlig, ett tillstånd som senare bars vidare till diverse nationer.
Over and Out, vi hörs nästa termin! (Eller ja, ni hör mig, eftersom kommentarerna tycks falla glest på den här bloggen)

Labbar, ljus, labbar på ljus

Labb, labb, labb, hela veckan har bestått av labbar. Jag brukar tycka att det är ganska drygt, är väl mer av den teoretiska typen, men den här veckan har det varit mysigt. Trots att den här periodens labbar har känts väldigt oorganiserade. Vi har inte fått några särskilt tydliga labbinstruktioner, labbhandledare har varit obenägna att besvara frågor eftersom jag pga otydliga instruktioner inte kunnat formulera några särskilt tydligt, lärare har inte lyckas samordna vilket lett till att vi haft labbar i två kurser schemalgda samtidigt, och så fullständiga rapporter på det.

På optiklabben blev vi instängda i källaren i hus åtta med olika lampor och linser och lasrar och ombads testa diverse optik-formler. Passande labbar att ha precis vid jul, man släcker ner och tänder ljus i rött, grönt och gult. Väldigt lugna labbar också då man tillåts fascineras över de fenomen man ser, och inte är tvungen att hasta igenom allt för att hinna med. Det är ju så coolt med ljus också, vi gjorde bland annat försök där man antar att ljuset är vågor (interferens/diffraktion i spalter) och där man antar att det är strålar (linser och sånt), men så finns det ju även den tredje representationen, fotoner, partiklar. Alla dessa olika beskrivningar av ett och samma fenomen visar ju bara på att vi faktiskt inte har någon aning om vad ljus egentligen är, vilket jag tycker är fruktansvärt fascinerande. Och att det har den högsta möjliga hastigheten i hela universum. Varför har det det? Hur kan det finnas en sån? Och varför just ljus? Utan att ha någon som helst förkunskap om ljusets egentliga natur kan vi beskriva det med tre olika fysikaliska liknelser, samt även skapa funktioner som beskriver det matematiskt. 

Kanske är det tjusningen med fysik, att vi bara kan skapa just beskrivningar, men åtminstone jag är en sån där som vill veta vad det är. Men så tror vi oss ju veta vad materia är också, men partiklar kan ju också beskrivas som vågor, vilket jag ser fram emot att läsa om i vår.

Ibland känns det som att ju mer fysik man läser desto mer inser man hur lite man egentligen vet. Men det är ju i alla fall ett försök att veta lite mer.

Ojojoj, nu var det alldeles för länge sedan jag skrev. Det tänkte jag fira med en lite blandad kompott idag!
Förslagsvis kan vi inleda med återkoppling på det föregående inlägget.
Vi hade forskarlunch med avdelningen för teoretisk fysik för några veckor sedan, och då passade jag på att fråga om det här med att vi skulle leva på händelsehorisonten till ett fyrdimensionellt svart hål. Till min stora besvikelse fick jag svaret att det antagligen bara var ungefär en matematisk liknelse, och alltså ingen egentlig omständighet. Teorierna man räknat fram kan alltså tolkas som att vårt universum är en händelsehorisont, men som jag tolkade det skulle detta bara vara en matematisk "tillfällighet".
Då kommer vi till det här problemet med vad fysiken egentligen bidrar med. Det enda vi egentligen kan göra är att skapa modeller för hur världen fungerar, och kolla om de stämmer överens med observation. Det finns ingenting som säger att en modell beskriver världens sanna natur, de bara stämmer överens med den verklighet vår hjärna processerar input från våra sinnen till. Nu råkar vi ha vad jag skulle vilja kalla ett "sjätte sinne" - matematiken - som behandlar delar av världen som vi inte får några sensoriska förnimmelser av, men är något väldigt abstrakt som ibland kan kännas väldigt konkret. Men när hjärnan försöker översätta dessa abstrakta input tolkas det i fallet med alternativa teorier om universums begynnelse som om vi lever på en händelsehorisont. Men det var tydligen antagligen inte sant.
Men å andra sidan, vad är sanning? Modeller är bara modeller och vi kan aldrig veta ens om vi kan veta om de är sanna. Kanske finns det en sanning för varje modell. Isåfall väljer jag gärna den sanning som stämmer överens med att universum är en händelsehorisont. För hur episkt vore inte det?!

Just nu läser vi förutom elektromagnetism även de två kurserna Fourieranalys och Vågor och Optik. Fourieranalys är ungefär det svåraste jag stött på. När man väl tagit sig genom den kommer det nog kännas som att man kommit nånvart. I jämförelse är VoO:n en väldigt trevlig liten kurs. Dessutom känns det som att väldigt många delar av fysiken börjar bindas ihop nu, i och med vågorna och elektromagnetismen som båda kopplar tillbaka till mekaniken och på ett snyggt sätt sätter mycket av det man lärt sig hittills i ett sammanhang. Jag hoppas fourieren någon gång blir en del av detta...

Nu tänkte jag skriva om en annan passion jag har, som inte direkt har med fysikutbildningen att göra men inte desto mindre mitt liv som student i Uppsala. Denna passion är löpning. Utan min löpning hade jag nog aldrig orkat med studierna. Jag har börjat motionsspringa över en mil nu. Ser fram emot att kunna börja köra halvmaror!
Som skåning är man van vid att närmsta naturområde som någon skulle få för sig att benämna "skog" ligger ungefär fyrtio minuters bussresa bort. Här snörar jag på mig skorna och fem minuter senare springer jag längs Hågadalens vackra stigar.
Uppsala är verkligen perfekt för en löpare. Här finns backar, raksträckor, terräng och asfalt om man så vill, och på vintern snöar det precis lagom mycket så att alla små muskler i fötterna tränas mot det hala, knaggliga underlaget.
I början av oktober deltog jag och några vänner från Ångström i Uppsala Studentlopp. Det var himla kul och så persade jag på en mil. 48.11. Elfte plats. Väldigt nöjd. Så lite får man väl skryta!

Någon slags julkänsla börjar så smått infinna sig bland folket i klassen. Ibland täcks marken av glittrande frost och man börjar längta efter snö. Fast själv längtar jag mest efter snö i det avseendet att den gärna hade fått komma från kanoner. Förra året köpte jag min egen snowboard, en vacker Burton Feather som står i ett hörn av min lilla studentlägenhet och viskar "När ska du ta och utnyttja alla förmånliga studentpriser till Alperna och/eller svenska fjällen?"
Förra året åkte vi ett gäng från klassen till Bad Gastein. Det finns väldigt många olika bolag som anordnar sådana studentresor. Det var superkul och jag önskar att någon ville åka i år igen, men hittills har ingen nappat. Tydligen finns det något som heter Uppsala Alpina Center. Får väl bli det tills vidare...

Wingardium Leviosa och Den Mest Fascinerande Idén Jag Hört

Puh! Då var första tentaperioden över för i år. Tack och lov ligger tentan i elektromagnetism i november. Fram tills dess verkar vårt schema främst fyllas av labb efter labb efter labb...
Idag var laborationen om magnetiska fält. Vi skulle undersöka magnetfältet som bildades runt en spole då man körde en ström igenom den. Det krävs en fullständig rapport så jag var rädd att det skulle bli en tuff labb, men den var faktiskt väldigt mysig! Och så var det rätt häftigt att kunna bekräfta att "fältlinjerna" faktiskt fanns där, vilket vi gjorde med en så kallad riktningsmätare.
Jag minns hur upprörd vår lektor i mekanik blev varje gång en uppgift var formulerad "En kropp påverkas av en osynlig kraft...". Nämn en kraft som inte är osynlig, liksom. (Kan krafter ens beskrivas med egenskapen synlig/osynlig?) Men om jag tvingades välja en kraft som jag skulle kalla "osynlig", så skulle det vara de magnetiska.
En riktningsmätare är i princip en kompass, men istället för att bara kunna svänga runt i ett plan, kan den lilla magneten vrida sig i tre dimensioner. När man förde den runt spolen kunde man alltså se väldigt tydligt hur magneten i riktningsmätaren vred sig längs fältlinjerna, fastän allt vi hade gjort var att slå på en spänningskälla och sedan föra magneten runt i luften. Även fast man vet att det fungerar så, så kändes det lite som om någon pekat med pinne på ett föremål, viskat "Wingardium Leviosa" och faktiskt fått det att sväva. Ganska fascinerande alltså.

Som ni ser har jag bytt bakgrundsbild. Jag tyckte det var dags för det. Det finns få saker som peppar mig så mycket som färglagda bilder på nebulosor, och så får de mig att tänka på en sak som jag finner om möjligt ännu mer fascinerande än uppförandet hos magnetiska riktningsmätare. Jag skulle väl säga att det som kommer härnäst är det mest fascinerande jag hört. Jag tror aldrig jag har läst en artikel så många gånger som jag läst den här.
Det är alltså så att några forskare har föreslagit idén att vårt tredimensionella universum existerar på händelsehorisonten till ett fyrdimensionellt svart hål. Vi har alltså en alternativ teori till "The Big Bang", och denna nya teori tilltalar mig något otroligt. Jag antar att det är för att den skapar fler frågor än den besvarar (till exempel: "Existerar det här fyrdimensionella svarta hålet på händelsehorisonten till ett femdimensionellt svart hål?", och isåfall "Finns det något yttersta universum där de svarta hålen med allra högst dimension bor, och hur bildades då detta?", samt "Finns det tvådimensionella universa på händelsehorisonterna till de svarta hålen i vårt universum?"). Mina tankar har återkommit till den här idén i några månader nu, och den lämnar alltid efter sig ett sådant där leende som hade uppfattats som smått maniskt om någon till exempel såg mig på en buss.
Imorgon har vi forskarlunch med avdelningen för teoretisk fysik. Då hoppas jag kunna prata med någon om den här teorin och hur bokstavligt man egentligen kan tolka den.

Sedan skulle jag också vilja tillägga, om någon råkat se "dokumentären" om Flogsta på svt härom dagen, att vi är flera som anser att den inte alls återspeglar sanningen. Jag har bara varit med om att det skett ett enda mordförsök i området under min tid här, och så har jag ekorrar utanför mitt fönster. Det är väldigt trevligt!