2003

Westrups pris

Jaap Haartsen och Sven Mattiasson

Bakgrunden till den explosionsartade framväxten av produkter på marknaden som bärbara datorer (laptops), handdatorer (PDA), mobiltelefoner, trådlösa telefoner och all annan kringutrustning är dels avsevärt minskade produktionskostnader och dels miniatyriseringen. Överföring av information mellan dessa enheter var länge problemfyllt och man hade att förlita sig huvudsakligen på kabelanslutning eller överföring genom vågor i det infraröda våglängdsområdet. Den sistnämnda tekniken är billig, men har en begränsad räckvidd, är riktningskänslig och beroende av hinder i strålningens väg samt kan dessutom i princip endast utnyttjas för kommunikation mellan två enheter. A andra sidan har en radiosändare mycket större räckvidd och radiovågorna kan passera genom olika material och runt hinder.

Dessutom kan flera enheter anslutas samtidigt. Redan 1994 påbörjade man ett utvecklingsarbete hos Ericsson i Lund, som syftade till att ta fram ett nytt universellt system för radiokommunikation, som skulle göra det möjligt för elektroniska system att kommunicera sladdlöst via radiolänk med kort räckvidd. Bluetoothteknologin eliminerade behovet av trådar, kablar eller motsvarande kontakter mellan sladdlösa telefoner, mobiltelefoner, modem, handdatorer, datorer, skrivare, projektorer o.s.v. och jämnade vägen för nya och helt olika apparater och applikationer. Teknologin gör det möjligt att bygga billiga, små och energisnåla radiosändare som kan anpassas till existerande bärbara enheter. Bluetooth utnyttjar ett öppet våglängdsband kring 2,45 GM, vilket är tillgängligt över hela världen. Bluetoothteknologin har utvecklats för att klara robusta kommunikationer inom detta band, vilket alltså måste delas med många andra radioanvändare. Därför använder man sig av frekvenshoppande och byter frekvens med 625 mikrosekunders mellanrum. Dessutom har teknologin optimerats så att den kan etablera och avbryta förbindelser ad hoc, d.v.s. utan medverkan av basstationen. Bluetoothteknologin utnyttjas för såväl röst- som datakommunikation och används idag av marknadsledande företag inom telekommunikation och dator- och konsumentidustrin och har blivit en industristandard.

Sten von Friesens pris

Leif Lönnblad, Teoretisk Högenergifysik, Lunds Universitet

Av de kända naturkrafterna är den starka kärnkraften som håller ihop atomkärnan, den som är svårast att beskriva. Den skiljer sig ganska markant från de krafter vi är vana vid (gravitation och elektro-magnetism) eftersom den inte avtar ju större avstånd det är mellan partiklarna. Det är som om de satt ihop med gummiband. De fundamentala partiklar som styrs av den starka kraften kallas för kvarkar och gluoner och så länge de håller sig inuti de protoner och neutroner som bygger upp atomkärnan är kraften mellan dem relativt svag, men om man skulle försöka ta ut en kvark ur en proton blirkraftpotentialen snabbt så stor att det skulle krävas en oändlig mängd energi för att lyckas.

För att studera naturens minsta beståndsdelar och de krafter som påverkar dem, bygger man mycket stora acceleratorer som kolliderar partiklar med väldigt höga energier. I Hamburg finns en av världens största acceleratorer där protoner kollideras med elektroner. Den kan liknas vid ett gigantiskt elektronmikroskop som tar 'bilder' av protonens innandöme. Det som händer är att en elektron slår till en kvark i protonen med hög energi, men när kvarken är på väg ut, gör den starka kraften att den saktas ner och energin lagras i det kraftfält som håller tillbaka den. Den energin blir så stor att nya s.k. hadroner, som liksom protonen är bundna tillstånd av kvarkar,bildas och fältet bryts upp - gummibandet brister. Istället för en ensam kvark kommer det istället en skur av hadroner som sedan kan mätas i stora detektorer.

Även om det finns en vedertagen teori, kallad kvantkromodynamik, som beskriver den starka kraften, visar det sig vara omöjligt att med enkla matematiska formler beskriva exakt hur dessa kraftfält ser ut och hur de faller sönder till observerbara partiklar. Ekvationernablir icke-linjära och uppvisar många likheter med beskrivningar av andra icke-linjära och kaotiska fenomen i naturen. En god förståelse av den starka kraften kan därför vara viktig även för forskningsområden långt utanför partikelfysiken.

För att förstå hur kraften fungerar använder man sig av komplicerade datorsimuleringsprogram som kombinerar modeller för hur kvarken slås till, hur det kraftfält som byggs upp deformeras av utstrålning av gluoner och hur fältet sedan faller sönder. Resultaten av dessa s.k. Monte Carlo program kan sedan jämföras direkt med experimentella mätningar. Teoretisk Fysik institutionen i Lund är världsledande när det gäller att konstruera sådana modeller, och de simuleringsprogram som utvecklas där används vid alla stora partikelfysikexperiment runt om i världen.

Eva och Lars Gårdings pris i matematik

Nils Dencker, Matematikcentrum Lunds Universitet