Spørsmål 1: Når visste du at du skulle bli forsker?
Det har jeg visst så lenge jeg kan huske. Før jeg begynte på skolen, forsto jeg naturen bedre enn jeg forsto mennesker. Jeg var spesielt opptatt av insekter og lignende smådyr. Så det var helt naturlig at jeg begynte å utvikle en trang til å utforske denne naturen.
Spørsmål 2: Hva er din største kilde til inspirasjon?
Johannes Kepler. På hans tid trodde man at planetene beveget seg i perfekte sirkler. Kepler hadde motet til å forkaste den herskende teorien og utvikle sin egen, nemlig at planetenes baner er elliptiske.
Keplers oppdagelse inspirerer meg til å alltid tenke kritisk. Han har lært meg at vi ikke alltid stiller de riktige spørsmålene – og minner meg om alltid å være åpen overfor overraskende svar.
Knutelinjen er skjæringslinjen gjennom Merkurs bane, jordens bane og solen. Når jorden og Merkur krysser knutelinjen samtidig og har solen bak seg, kan vi fra jorden se en Merkurpassasje.
Kepler forudså planetpassasje
Ut fra beregninger og tidligere observasjoner spådde astronomen Johannes Kepler at både Venus og Merkur ville passere solskiven i 1631.
Johannes Kepler døde dessverre før han kunne bekrefte teorien, men tre andre astronomer, inkludert franske Pierre Gassendi, så Merkur-passasjen 7. november 1631. Passasjen fant sted fem timer før Johannes Keplers estimerte tidspunkt.
Venuspassasjen samme år fant sted 6. desember, men da den var vanskelig å se fra Europa, er observasjoner av begivenheten stort sett ikke-eksisterende.
Merkurpassasjen i 1631 var første gang mennesket observerte en planetpassasje og visste hva de så på.
Spørsmål 3: Hva er menneskets største bragd?
Oppdagelsen av kvantemekanikken. I første halvpart av det 20. århundret hadde forskerne beveget seg inn i feltet av atomer, molekyler, subatomiske partikler og den substansen de består av, men det hang en lang rekke ubesvarte spørsmål i luften.
Måten de aller minste fenomenene oppfører seg på, ga ikke mening ut fra de etablerte fysiske lovene. Gjennom en lang rekke smarte eksperimenter og studier fastla forskerne de fysiske lovene om kvantemekanikk. Forskerne gikk mot all fornuft og oppdaget at universet er kontrollert av disse lovene.
Fakta
Navn og fødsel: Gerard 't Hooft, født i 1946.
Tittel: Professor i teoretisk fysikk ved Universitetet i Utrecht, der han ble uteksaminert i 1972.
Forskning: Gerard 't Hooft mottok nobelprisen i fysikk i 1999 sammen med sin veilederen, Martinus J.G. Veltman, for å «belyse kvantestrukturer i elektrosvake vekselvirkninger». Arbeidet hans fokuserer blant annet på svarte hull, kvantemekanikk samt justerteori – det matematiske språket som brukes innen teoretisk fysikk i forbindelse med for eksempel partikkelfysikk, strengteori og generell relativitetsteori.
Privat: Gerard 't Hooft bor i Utrecht, Nederland, og har sju barn.
Spørsmål 4: Hva er du mest stolt av å ha oppnådd i arbeidet ditt?
Under ph.d.-studiene mine fant jeg nye løsninger på problemer innen fysikken som veilederen min, Martinus J.G. Veltman, hadde brukt ti år på å løse.
Våre nye ideer lå til grunn for en senere utvikling av teorien om renormalisering av kvantefeltteorier.
Arbeidet ga meg stor internasjonal anerkjennelse, og i 1999 mottok jeg og Veltman nobelprisen i fysikk for å ha oppklart «kvantestrukturen for de elektrosvake vekselvirkningene».
Spørsmål 5: Hva er de største ubesvarte spørsmålene?
Hvordan forener vi relativitetsteorien, som involverer rom-tid-krumminger, med teorien om kvantemekanikk? Vi er vant til å beskrive naturen med tre romdimensjoner og en tidsdimensjon, men den modellen er ikke tilstrekkelig til å beskrive alle fenomener i universet.
Derfor har forskere utviklet en såkalt strengteori, som omfatter alle de kjente naturkreftene. Det er imidlertid ikke noe bevis for at den teorien holder stikk, og jeg tror snarere vi bør lete etter andre åpninger i dette vitenskapelige minefeltet av spørsmål.
Se forklaring på relativ tid
Spørsmål 6: Hvilken person vil du helst ha møtt – død eller levende?
Johannes Kepler, slik at jeg kunne spørre ham om hva som hadde vært de største problemene i forskningen hans – og hvordan han løste dem. Det er imidlertid min erfaring at det ofte er skuffende å møte idolene sine.
Jeg har hatt lange diskusjoner med den amerikanske fysikeren Richard Feynman og den britiske fysikeren Paul Dirac, men vi rakk aldri å komme til de mest interessante og viktige spørsmålene.
Richard Feynman og Paul Dirac mottok nobelprisen i fysikk i henholdsvis 1965 og 1933.
Spørsmål 7: Hvilken vitenskapelig oppdagelse ga deg sist bakoversveis?
Bekreftelsen av nøytrinoenes eksistens. Da de ble funnet opp som teoretisk konsept i 1930, kunne ingen forestille seg hvordan nøytrinoene noensinne kunne bli observert.
Men lynraskt lyktes det ikke bare å oppdage dem, men også å måle massen deres. Selv om hver nøytrino ikke veier mye, har forskerne regnet ut at den samlede vekten for nøytrinoer svarer til vekten av alle synlige stjerner i universet.
Under kan du se hvordan to gigantiske detektorer i USA og Japan skal fange den gåtefulle nøytrinopartikkelen, som kanskje kan gi svaret på hvorfor vi eksisterer.
Lysglimt røper flyktige partikler
I en gammel sinkgruve i det japanske fjellet Nijugoyama holder nøytrinodetektoren Hyper-Kamiokande på å bli gravd ut. Detektoren får en 60 meter høy sylindrisk vanntank med en diameter på 74 meter. Små lysglimt i vannet vil røpe om det går en nøytrino i fellen, og deretter kan forskerne avgjøre hvilken type nøytrino det er snakk om og hvor den stammer fra.
Tanken støpes i utgravd kjempegrotte
Når grotten er gravd ut 650 meter nede i fjellet, blir den rå klippeveggen dekket med betong som armeres med et nett av stålstenger. Et ekstra lag betong pusses opp og kles med et vanntett lag av polyetylenplast. På alle flatene av tanken monteres lysdetektorer som skal fange opp lysglimt fra nøytrinoer.
Detektoren fylles med ultrarent vann
Tanken fylles opp med 258 millioner liter vann. Først sendes det gjennom et renseanlegg for å gjøre det så klart at lysglimt lettere kan trenge gjennom det. Vannet pumpes gjennom en rekke filtre og renses for salt ved hjelp av omvendt osmose. Til slutt fjernes mikroskopiske luftbobler.
Sammenstøt gir karakteristisk lyskjegle
Når en nøytrino eller antinøytrino kolliderer med en atomkjerne, oppstår det en partikkel med elektrisk ladning – en elektron-, myon- eller tau-partikkel – som farer igjennom vannet med høy hastighet. På sin vei sender partikkelen ut et svakt, blålig lys, såkalt tsjerenkov-stråling, som sprer seg i en kjegleform.
Lysglimt fanges opp av sensorer
40 000 ultrafølsomme lyssensorer omgir vannet på alle kanter. Elektronikken i de runde sensorene som har en diameter på 50 centimeter hver, og de sørger for å forvandle selv det minste lysglimt til et målbart elektrisk signal. En analyse av signalene røper hva slags nøytrino det var som forårsaket lysglimtet.