Torheim med doktoravhandling um fysikkeksperiment

Olav Torheim frå Volda si doktoravhandling i fysikk handla mellom anna om høgravande tema som big bang, kvarker og nøytronstjerer – men samstundes kan ho ha noko å segja på utviklinga av teknologi som går inn i kvardagen til oss alle.

BERGEN: Det er fredag klokka kvart på to. Saman med tre eksaminatorer trer Olav Torheim frå inn auditorium 2 på Realfagetbygget på Nygårdshøyden i Bergen. Familie og vener og kollegaer sit  spent og venter på presentasjonen hans. Han skal i elden, og skal disputera si doktoravhandling. Den store dagen er komen. Fyrste  timen er presentasjonen, medan den påfølgjande er utspørring frå tre professorer innan fagfeltet. Det vert ei tøff runde med spesialisten dr. Peter Fischer frå universitetet i Heidelberg, men til slutt får Torheim gladmeldinga om at han er doktor.

Big bang
Etter at eksamineringa er ferdig får eg ein prat med 31-åringen.
Doktoravhandlingi hans hev vore knytt til eit eksperiment som heiter Compressed Baryonic Matter (CBM), som gjeng ut på å finna ut korleis materien ter seg når ein varierar både temperatur og baryonisk massetettleik, derfor har han i si avhandling teke med Big Bang, eksplosjonen som ifylgje vitenskapen gav upphav til universet.
– I dei fyrste mikrosekundi etter at universet vart skapt, hadde ein eit plasma av kvarkar og gluon, men med forsvinnande liten netto
baryontettleik, forklarar den nybakte doktoren.

– Den dag i dag  hev ein inne i nøytronstjernor kann henda eit tilsvarande plasma, men  her er temperaturen låg og det er den ekstremt tette baryontettleiken  i den komprimerte nøytronstjerna som gjer at kvarkane inne i kvart nukleon byrjar kjenna på kvarandre og vekselverka med einannan. Medan  faseyvergangen til kvark-gluon-plasma ved høg temperatur og låg netto  baryontettleik er av andre orden, so er faseyvergangen ved låg temperatur og høg netto baryontettleik av fyrste orden. Andre ordens  faseyvergang hev ein allereide sett med LHC-eksperimentet på CERN i  Sveits og RHIC i Sambandsstatane, der ein smell partiklar i hop med  einannan under høg kinetisk energi. Med CBM ynskjer ein å måla på dei  fyrste ordens faseyvergangane, og å finna det kritiske punktet der fyrste og andre orden konvergerar mot einannan. Dette gjer ein på den  måten at ein kolliderar partiklar under moderat kinetisk energi, men med høg netto baryontettleik.

Secondary vertex og D-meson
Oppgava til Torheim er komplisert, men alt heng saman, og fylgjer ei lang argumentasjonsrekkje, som ein nær sagt lyt ha innsikt i fysikk for å skyna. – Ein viktug part av fysikkprogrammet for CBM hev med desintegrasjon  av D-meson å gjera. Desse partiklane er so stuttlivande at  dei desintegrerar lenge fyre dei kann fangast upp av nokon partikkeldetektor. Dei lyt difor målast på indirekte, med di me lokaliserar partiklane som kjem frå kollisjonspunktet der partikkelen vart dana (bakgrunnen), og deretter dotterpartiklane som kjem frå det punktet der D-mesonet hev desintegrert (eit punkt kalla secondary vertex). For å kunna skilja «secondary vertex» frå bakgrunnen treng me ei romleg uppløysing betre enn 50 mikrometer.

Hev vorte frankofon
Dei seinste åri hev voldingen arbeidd som forskar ved det nasjonale forskingssenteret i Strasbourg, i austlege delen av Frankrike.  31-åringen har lært seg å snakka flytande fransk, og har og trykt den franske kulturen til seg.
Sserskilt tykkjer han om det franske kjøkkenet, og då det elsassiske, som kombinerar det beste frå både fransk og tysk matkultur. – Eg vart send frå Bergen til Strasbourg i Frankrike for å koma i eit  fagmiljø. I Frankrike kunde eg arbeida direkte med problematikken, i Noreg hadde arbeidet mitt vorte redusert til å lesa vitskaplege artiklar og dokumentera korleis andre hev løyst problemi. Uppheldet i Frankrike var sers motiverande både faglegt og på andre måtar, alle som hev vore  eit par år i Frankrike fær eit tilhøvet til dette landet som ikkje so lett let seg sletta ut etterpå. Uppheldet i Frankrike hev dessutan gjort meg merksam på kor lite folk ikkje berre i Noreg, men i dei  nordiske landi generelt, kjenner til Europa. I Noreg snakkar jamvel butikkekspeditrisa engelsk med deg, men nivået når det gjeld andre  europeiske språk som tysk og fransk er sers lågt, og det hev ført til  at Noreg er vorte orientert burt frå Europa og yver i den angloamerikanske sfæren. Det tykkjer eg er synd.

Kvardagsnyttig
Hev forskingi og avhandlingi di noko å segja reint praktisk for folk flest? Kan det brukast til noko i kvardagen?
– 3D-integrasjon av elektronikk vert millom anna nytta til applikasjonar som treng stor lagringskapasitet og liten formfaktor samstundes, slik som mobiltelefonar. Det er dette som er industrien sin motivasjon for aa nytta so mykje pengar paa aa utvikla denne teknologien. Mitt tilskot hev vore å nytta denne teknologien til å byggja pikseldetektorar som er snøggare og meir intelligente, med di 3D-integrasjon gjev oss meir logikk pr piksel.

Kvifor hev du teke doktorgrad? Opnar det seg dører og nye jobbmuligheter?
– Eg hev i grunnen alltid teke ein ting um gongen. For ti år sidan hadde eg ikkje andre ambisjonar enn å verta elektroingeniør, men ferdig utdana var det ein sers vanskeleg arbeidsmarknad, so eg heldt fram med mastergrad. På mastergraden vart resultati mine so gode at eg tenkte at eg kunde ikkje gje meg no, og so vart det doktorgrad etterpå. Doktorgrad er i grunnen sopass mange år med sopass mykje arbeid døgeret rundt at hadde ein visst på fyrehand kva ein gav seg i kast med, so hadde ein vel aldri byrja på det. So det er eg glad no i ettertid for at eg ikkje visste …

Skal ein sjå litt konkret på korleis verdi heng i hop so byrjar og sluttar alt med fysikken. Eit sitat av Ernest Rutherford som er vorte rimelegt godt kjent, «In science, there is only physics; all the rest is stamp collecting». Attåt dette so hev syslar som data og elektronikk alltid interessert meg, ein greid kombinasjon både av det teoretiske og det praktiske, avsluttar doktor Torheim.

    Intervjuet stod fyrste gongen på prent i lokalavisa Møre 4. desember 2010. Det vart seinare prenta upp att i Målmannen nr 1 2011. Klikk her for å få tilsendt eit gratis prøveeksemplar av bladet!