Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Interview: Den uhøjtidelige lysforsker

Han forsker i en af naturens store gåder, lysets oprindelse, i et af verdens superlaboratorier, CERN i Schweiz. Men Ulrik Uggerhøj, nyudnævnt dr.scient., er ikke fokuseret på guldet – han er bare glad for at være med.

Anerkendte videnskabsfolk, som den russiske nobelprismodtager Lev Landau (1908-1968), troede, at lys opstod abrupt. I dag ved vi, at det tager tid for elektronen at udsende fotonen. Den proces, hvorved lys skabes, forsker eksperimentalfysikeren Ulrik Uggerhøj i ved at observere og påvirke partikler tæt på lysets hastighed. Foto: Lars Kruse.
Ulrik Ingerslev Uggerhøj (f. 1968). Dr.scient. og lektor i fysik ved Aarhus Universitet, viceinstitutleder ved Institut for Fysik og Astronomi (IFA). Ulrik Uggerhøj er desuden en ivrig foredragsholder og populærvidenskabelig formidler, der bl.a. har skrevet bogen "Den relative virkelighed". Foto: Lars Kruse.

Når et apparat strejker og sætter et forsøg til x antal tusinde kroner i stå, får mange forskere tics og røde tal på stressbarometeret, men fysikeren Ulrik Uggerhøj er en slags videnskabelig masochist. Han fryder sig en lille smule, når et eksperiment går skævt.

– Vi er kun på CERN en uge, og får vi ikke noget med hjem, går der et år, inden vi får lov at køre forsøget igen. Sådan er CERN. Hvis noget så kikser undervejs, skal vi skrue en løsning sammen akut. Sådan noget synes jeg er lidt sjovt, for det er en kæmpe tilfredsstillelse for holdet, når det lykkes, siger Ulrik Uggerhøj. For ham fascinerer processen mere end målet. 

Ulrik Uggerhøj er lektor i fysik og efter den 7. oktober 2011 også dr.scient. Siden 1988, hvor han påbegyndte sit studie, har Aarhus Universitet været hans arbejdsplads. De sidste 16 år har han penduleret mellem det gigantiske europæiske forskningskompleks CERN og Institut for Fysik og Astronomi.

Skabelsen af lys

På CERN nærstuderer han de såkaldte ultrarelativistiske partikler, der suser af sted med en hastighed tæt på lysets, og bruger dem til at udforske skabelsen af lys.

Lys, som vi kender det fra stuelampen og solen, er elektromagnetisk stråling, som består af små partikler kaldet fotoner. De vejer ingenting, men er fulde af energi. Fotoner udsendes fra et atom, når elektronen populært sagt skifter bane i sit omløb om kernen. Det er den proces, Ulrik Uggerhøj og hans team af forskere og teknikere observerer.

Og på det felt er han faktisk en af verdens skrappeste. I bedømmelsen af hans doktorafhandling står der blandt andet: ”He has become a world leader in the field of experimental research involving relativistic particles and high-energy radiation with matter.”

Naturen kan beholde sine gåder

Det helt store mysterium er, hvor fotonen egentlig kommer fra. Den er ikke i atomet, inden elektronen udsender den, så tilsyneladende opstår den ud af ingenting. Men den gåde er Ulrik Uggerhøj for utålmodig en forsker til at løse.

– Vi joker lidt her på gangen med, at der findes to slags eksperimentalfysikere. Dem, der vier hele deres liv til at måle mere og mere nøjagtigt på den samme ting. Og dem, der observerer én effekt og så går videre til den næste. Ulrik Uggerhøj tilhører den sidste gruppe.

– Jeg fik engang lavet en personlighedsprofil. Den viste, at jeg er et utålmodigt menneske … ”Resultatorienteret, optimistisk og en smule utålmodig”, stod der.

Den 43-årige Ulrik Uggerhøj griner og læner sig tilbage i stolen i et kontor, der prydes af en skøn blanding af børnemalerier og bøger om Einstein og atomvåben. Ved vinduet er placeret et lille skilt fra en gammel DSB-vogn med teksten: ”Læn Dem ikke ud.”

Han ville lege med pingerne

Det var lidt af en tilfældighed, at Ulrik Uggerhøj valgte de ultrarelativistiske partikler. I begyndelsen var den unge kandidatstuderende blot beæret over at være inviteret til CERN.

– CERN har nogle muligheder, som ikke findes andre steder. Det er her, pingerne hører til, og der er noget fascinerende over at kunne møde fire-fem nobelprismodtagere i kantinen. Skal man sammenligne det med at være fodboldspiller, svarer det til at mænge sig med Lionel Messi, fortæller Ulrik Uggerhøj, der efterfølgende i 1994 fik muligheden for at tage en ph.d. samme sted.

Efter at have flirtet med antiprotoner og acceleratorer søgte Ulrik Uggerhøj i 2000 tilbage til atomfysikken og de super hurtige partikler.

Undersøger randen af sorte huller

Da ultrarelativistiske partikler rejser tæt ved lysets hastighed, tilbagelægger de en relativ lang strækning, inden fotonen er helt udsendt. Ligesom det tager længere tid og vejlængde at overhale en bil, der kører med næsten samme hastighed som en selv. Det giver forskerne mere tid til at observere udsendelsen af fotonen end hos ”almindelige” partikler.

I Ulrik Uggerhøjs eksperimenter prøver de også at forstyrre elektronen i processen for at fremprovokere bestemte fænomener. Et af dem er et såkaldt kritisk felt, hvor nye partikler kan opstå. Kritiske felter eksisterer blandt andet på randen af sorte huller, som er steder i universet, hvor tyngdekraften er så stærk, at ikke engang lys kan undslippe.

Ingen kikkerter er i stand til at observere fænomenet, så den eneste måde at undersøge det på er ved at skabe en analogi i laboratoriet.

– Når elektronen udsender fotonen, kan man forstyrre den ved f.eks. at anbringe den i et kraftigt elektrisk eller magnetisk felt og derved, for elektronen at se, skabe et kritisk felt. Det er et kvantemekanisk fænomen, hvor et elektron-positron-par opstår spontant ud fra vekselvirkningen med feltet.

Positronen er elektronens antipartikel, og dannelsen af parret er et eksempel på, hvordan energi kan omdannes til masse – sådan som Einstein forudsagde det i sin relativitetsteori fra 1905.    
De kritiske felter er også essensen i den berømte Hawking-stråling udtænkt af fysikeren Stephen Hawking i 1974. Ifølge ham ”fordamper” nogle sorte huller, fordi enten elektronen eller positronen slipper væk efter dannelsen.

Lys vækker uendelig undren

Næsten 20 års forskning ligger til grund for doktorafhandlingen. Men dens konklusion er lige så meget en begyndelse som en afslutning.

– Da jeg forsvarede min doktorafhandling, sluttede jeg af med et billede af en puslespilsbrik, for når man i fysikken lukker ét hul, kommer der altid tre nye til. Vi er i gang med noget, der virker som et uendeligt puslespil.

Han lægger an til en filosofisk himmelflyvning om videnskabens ædle væsen, men den jyske lysekspert holder sig på jorden og indrammer i stedet sit forskerliv med et klassisk Storm P.-citat:
– ”Nogle tørster efter rigdom og ære – jeg tørster altid efter spegesild!” Jeg ved ikke lige, om jeg tørster efter spegesild, men jeg tørster i hvert fald ikke kun efter rigdom og ære.