Nya professorer 2018

45 nya professorer installerades vid Uppsala universitet 16 november 2018. Av dem kom fyra från institutionen för fysik och astronomi.

Läs mer om professorsinstallationen

Paul Barklem, astronomi med inriktning mot atomära processer i stjärnatmosfärer

Foto: Mikael Wallerstedt

Hur bildades och utvecklades vår galax Vintergatan? Var och när bildades de olika grundämnena som jorden och vi människor består av? Stjärnor kan liknas vid fossiler och många av dem visar på sina ytor vilken sammansättning gasen som de en gång bildades av hade. Genom att studera väl valda stjärnor kan vi därför följa galaxens och grundämnenas historia och då få svar på dessa frågor – ett slags arkeologi med mycket långt tidsperspektiv.

För att göra detta behöver vi mäta stjärnornas grundämnessammansättning. Eftersom stjärnor är så avlägsna är det enda sättet att undersöka dessa fossiler att analysera det ljus som alldeles ”frivilligt” kommer till jorden. Nästan allt vi vet om stjärnor kommer från undersökningar av stjärnljusets spektrum. Varje atomslag absorberar ljus vid sina speciella våglängder, och detta ser vi som spektrallinjer. Atomerna i stjärnornas atmosfärer lämnar på så sätt sina fingeravtryck i spektrum, från vilket vi kan mäta stjärnans grundämnessammansättning.

Min forskning handlar om teoretiska beräkningar av atomprocesser i stjärnatmosfärer. Jag och andra använder dessa beräkningar för att noggrant tolka spektrallinjernas komplexa information och därigenom sy ihop en detaljerad och sammanhängande bild av Vintergatans historia, inklusive förståelse av stjärnor som solen, planeter som jorden, och deras uppkomst.

Installationsföreläsning: Paul Barklem

Annica Black-Schaffer, fysik med inriktning mot materialteori

Foto: Mikael Wallerstedt

För att kunna beskriva alla olika material och materiafaser i naturen behöver vi förstå hur ett nästan oändligt antal elektroner växelverkar med varandra genom kvantmekanikens lagar. Som teoretisk fysiker strävar jag efter att hitta enkla men universella modeller som förklarar egenskaperna hos hela familjer av olika material.

Min forskning handlar framför allt om supraledning, som är en av de få rent kvant­mekaniska fenomen vi känner till. En supraledare leder ström, det vill säga elektroner, helt utan motstånd. Detta sker då elektronerna hamnar i ett så kallat kvantkondensat vid låga temperaturer. Jag undersöker supraledning i material där vi ännu inte har någon god förståelse, varken för varför dessa material är supraledande eller för deras egenskaper. Bland annat är jag intresserad av material där elektronernas vågfunktioner har olika struktur, så kallad topologi. I topologiska supraledare kan det uppkomma partiklar som beter sig som halva elektroner, eller mer korrekt uttryckt, elektronens vågfunktion är splittrad i två helt separata delar. De halva elektronerna kallas majoranafermioner och vi har goda förhoppningar att deras icke-lokala natur kan användas för att bygga en stabil kvantdator.

Installationsföreläsning: Annica Black-Schaffer

Hermann Dürr, instrumentering och acceleratorer

Foto: Mikael Wallerstedt

Min forskning fokuserar på utveckling av metoder som utnyttjar mycket korta pulser (en miljondels miljarddels sekund, en så kallad femtosekund, 10-15 s) från moderna laser- och röntgenkällor. När dessa ljuskällor kombineras med avancerad spektroskopi kan forskaren undersöka dynamik i kondenserad materia på de atomära längd- och tidsskalor där materials makroskopiska egenskaper ytterst bestäms.

Jag är särskilt intresserad av snabba övergångar mellan magnetiska och elektroniska tillstånd, särskilt av vad som i sista hand begränsar hur snabbt sådana övergångar kan ske. De processer jag är intresserad av är till exempel sådana som är avgörande för funktionen hos material som används inom informationsteknologi. De röntgenpulser som alstras i en frielektronlaser ger helt nya perspektiv: med dem kan man nå en precision i rum och tid, som möjliggör detaljerade studier av de fundamentala processerna. Utöver arbetet med ljuspulser vid institutionens kortpuls­laser och vid de stora anläggningarna i Stanford och Hamburg, utvecklar jag en helt ny metod som har potential att ge unika insikter om ultrasnabb dynamik och som kommer att vara av stor betydelse för såväl materialforskning och kemi som strukturbiologi. Denna metod använder sig av elektronpulser, som är mycket korta och energetiska, och som rör sig nära ljusets hastighet.

Installationsföreläsning: Hermann Dürr

Oleg Kochukhov, astronomi med inriktning mot stjärnornas magnetfält och aktivitet

Foto: Mikael Wallerstedt

Som byggstenar av galaxer och planetariska värdar är stjärnorna centrala föremål för astro­fysisk forskning. Naturen av stjärnors magnetfält och dess inverkan på själva stjärnorna och deras miljöer är ett av de centrala problemen inom modern stjärnfysik.

Syftet med min forskning är att utveckla förståelsen av stjärnor genom en detaljerad studie av ursprunget och utvecklingen av deras magnetfält. Jag använder avancerade polarisationsmätningsenheter vid stora teleskop för att upptäcka magnetfält och tillämpar sedan sofistikerade beräkningstekniker för att rekonstruera deras topologier. Med hjälp av denna metod får jag unika tredimensionella representationer av avlägsna stjärnors magnetfält och fläckar. Jag ställer sedan dessa kartor mot teoretiska modeller av magnetiserad plasma, och vidareutvecklar därmed teorin mot en fullständig beskrivning av stjärnor och deras miljöer.

Förutom att forma en ny hörnsten av stjärnfysik, ger den här forskningen oss en förståelse för hur solens magnetiska aktivitet utvecklas i tid och hur den påverkar jordklimatet och biosfären.

Installationsföreläsning: Oleg Kochukhov