Fysik

FYSIK: Han skapar smarta mikropartiklar

Giovanni Volpe, född 1982, är professor i fysik vid Göteborgs universitet

Han får priset för gränsöverskridande forskning som handlar om mikroskopiska partiklar med aktiva funktioner.

Giovanni Volpe leder Soft Matter Lab som har ett primärt fokus på aktiva material och artificiell intelligens. Hans forskargrupp studerar dynamiken och interaktionen hos små aktiva partiklar. Det handlar om partiklar som omvandlar energi från sin närmiljö till rörelse. Bland annat använder forskarna sig av optisk manipulation där ljuset fungerar som ett verktyg för att påverka dessa små partiklar.

Målsättningen är att i framtiden kunna skapa konstgjorda mikropartiklar med naturliga aktiva partiklar som förebilder. Tanken är att dessa mikropartiklar, eller mikrorobotar, ska kunna reagera på sin omgivning och samarbeta i grupp utan att behöva styras utifrån. Med hjälp av artificiell intelligens skulle sådana partiklar på sikt till exempel kunna användas för att leverera läkemedelsmolekyler till vävnader i kroppen eller sanera förorenad mark från gifter. Att kombinera maskininlärning, AI, med forskning om aktiv materia på det sätt som Giovanni Volpe gör är något helt nytt.

• Det var först för ungefär fyra år sedan som man verkligen började forska inom området. Men det har fått mycket uppmärksamhet nu så det blir fler och fler grupper som ägnar sig åt det här, säger han.

Att få det erkännande som Göran Gustafssonpriset innebär är naturligtvis roligt. Giovanni Volpe ser utmärkelsen som en bekräftelse på att hans forskning håller hög klass.

Kontakt pristagare:
giovanni.volpe@physics.gu.se
070-996 61 81

FYSIK: Hon vill se hur aerosoler påverkar luften och klimatet

Ilona Riipinen, född 1982, är professor i atmosfärsvetenskap vid Stockholms universitet

Hon får priset för sin banbrytande forskning rörande atmosfäriska aerosolpartiklar och deras inverkan på moln, klimat och människors hälsa.

Varje kubikcentimeter luft innehåller tusentals flytande eller fasta aerosolpartiklar. Partiklarna är ofta osynliga för blotta ögat men kan försämra luftkvaliteten och påverka vår hälsa. De har dessutom en inverkan på klimatet. Fast hur stor?

Ilona Riipinen vill bringa klarhet i frågan. Hon sysslar med atmosfärisk fysik och har särskilt tittat på hur det går till när aerosolpartiklar bildas och vilken roll dessa sedan spelar för molnbildningen. Just aerosoler och moln är bland de största osäkerhetsfaktorerna när forskarna försöker göra klimatmodeller inför framtiden.

Genom att kombinera laboratorieexperiment i CLOUD-kammaren i Cern med fältmätningar och atmosfäriska simuleringsmodeller utvecklade vid Stockholms universitet hoppas hennes forskargrupp nu kunna bidra till både förbättrade klimatberäkningar och luftkvalitetsmodeller, kunskap som förhoppningsvis även kan leda till en bättre klimat- och miljöpolitik.

– För mig betyder det jättemycket att jag får priset i fysik eftersom jag alltid har sett mig som fysiker i grunden, fast jag jobbar tvärvetenskapligt. Det skickar en viktig signal om att fysiken kan tillämpas på miljöfrågorna. Fysiken är ett verktyg som kan användas för att förstå hur vår framtid kan bli på den här planeten, säger hon.

Kontakt:
ilona.riipinen@aces.su.se

Tel 073-585 92 51

Fysik: Han vill kombinera exotiska komponenter med intressanta egenskaper

Emil J. Bergholtz, född 1978, är professor vid Stockholms universitet

Han får priset för sin innovativa forskning rörande topologiska faser och kvantmaterial. Han har gett betydande och erkända bidrag till teorin för lågdimensionella material, specifikt till beskrivningen av öppna och dissipativa topologiska faser i termer av icke-hermitska topologiska modeller.

Emil Bergholtz sysslar med teoretisk fysik och intresserar sig för kvantmaterial och topologiska system. Topologi är egentligen en gren inom matematiken som beskriver föremål utifrån deras övergripande struktur. Metoderna kan bland annat användas för att förklara ovanliga materialtillstånd med intressanta egenskaper. Listan över kända topologiska system innefattar numera både topologiska isolatorer (material som leder ström på ytan men inte inuti), supraledare och semimetaller.

Just nu tittar forskargruppen bland annat på vad deras tidigare upptäckter om öppna topologiska system kan användas till. Det skulle till exempel kunna vara sensorer som kan detektera mycket svaga signaler i rymden för att bättre förstå mörk materia. De topologiska materialen omnämns även ibland som lovande byggstenar till kvantdatorer i en avlägsen framtid.

– Att tilldelas Göran Gustafssonpriset är en väldigt stor ära, och det är fantastiskt att få pengar som man inte behöver skriva en lång forskningsansökan för att motivera exakt hur man kommer att använda. Vi jobbar med många olika saker samtidigt och det är inte alltid lätt att på förhand veta vad det kommer att leda till.

Kontakt:
Emil J. Bergholtz
emil.bergholtz@fysik.su.se
08-553 780 35

 

FYSIK: Hon skapar nya material för att göra världen bättre

Johanna Rosén, född 1975, är professor vid Linköpings universitet

Hon får priset för sin innovativa forskning angående materialdesign och tillverkning av tunna filmer. Hon kombinerar experiment och teori för att förutspå nya stabila materialsystem och skräddarsy elektriska, magnetiska, mekaniska och optiska egenskaper. Johanna Rosén är materialfysiker och arbetar med att ta fram nya material med skräddarsydda egenskaper. Fokus ligger både på hårda material för verktygsindustrin och väldigt tunna material för energitillämpningar, exempelvis batterier och superkondensatorer. Först bygger forskargruppen modeller av materialet i datorn och gör beräkningar för att se om det är stabilt och har lovande egenskaper. Sedan går de ut i labbet och försöker skapa materialet. På senare år har Johanna Rosén arbetat mycket med tvådimensionella material, som MXener. Det handlar om material bestående av bara några få atomlager med unika egenskaper. Målsättningen är att de nya materialen ska kunna användas för att lösa viktiga problem vid framtagningen av läkemedel, vattenrening och avsaltning, miljövänlig energilagring och medicinsk teknik.

– Vi brukar kalla det för tillämpningsinspirerad grundforskning. Det vi vill göra är att förstå materialen och deras egenskaper så att det ska vara möjligt att använda dem för att göra vår omvärld bättre, säger Johanna Rosén som tycker att det känns väldigt ärofyllt att nu kunna sälla sig till skaran av tidigare Göran Gustafssonpristagare.

Kontakt:  073-461 3132, johanna.rosen@liu.se

 

FYSIK: Med fokus på universums allra första ögonblick

Hiranya Peiris, född 1974, är professor vid Stockholms universitet

Hon får priset för sin nydanande forskning om dynamiken i det tidiga universum, som kopplar kosmologiska observationer till grundläggande fysik.

Hiranya Peiris, som ursprungligen kommer från Sri Lanka, delar sin tid mellan arbetet vid Stockholms universitet och University College i London. Hon har bland annat deltagit i en stor internationell satsning för att ta reda på vilket som är det fysikaliska ursprunget till bildandet av kosmiska strukturer under universums allra första ögonblick.

I ett nytt projekt vill hon använda sig av det nya teleskopet i Chile, Vera Rubin Observatory, som tas i bruk 2021.

– Det här teleskopet kommer att kunna ta upprepade bilder av stora delar av himlavalvet i många års tid och med de bilderna blir det möjligt att göra en film, berättar hon.

Genom att ”spela filmen baklänges” hoppas Hiranya Peiris kunna backa hela vägen tillbaka till big bang och nå en större förståelse för den fundamentala fysik som styr universums utveckling – från begynnelsen till i dag. Det kan också leda oss närmare svaret på gåtan med vad mörk materia och mörk energi egentligen är för något. Men även göra det möjligt att upptäcka det helt oväntade.

Pengarna från Göran Gustafssonpriset kommer att komma till stor nytta för den framtida forskningen:

• Jag är särskilt glad över att det inte finns några restriktioner för hur anslaget ska användas eftersom det ger mig en möjlighet att testa nya saker och ta större risker när jag väljer vilka projekt jag ska satsa på.

Kontakt:  08-553 781 00, hiranya.peiris@fysik.su.se

 

FYSIK: Han forskar om hur planeter blir till

Anders Johansen, född 1977, är professor i astronomi vid Lunds universitet.

Han får priset för sin banbrytande forskning om planeters bildande och utveckling i närheten av unga stjärnor.

Anders Johansen är en teoretisk astrofysiker vid Institutionen för astronomi och teoretisk fysik på Lunds universitet. Han ägnar sig åt att konstruera datorprogram för att förstå planeters bildande. Planeter bildas i skivor av damm och grus som kretsar kring unga stjärnor. När klungorna av damm i hans simuleringar blir tillräckligt stora och täta tar gravitationen över och håller ihop stenarna.

– Jag försöker förstå hur planeter bildas runt vår sol och även runt andra stjärnor. Det har varit mycket fokus i min forskning på att förstå bildandet av planeternas byggstenar, så kallade planetesimaler, och att skapa simuleringar som visar hur de växer från små stenar ända upp till asteroidstorlek.

Han har därefter gått vidare och studerat hur hela planetsystem bildas. Andra planetsystem än vårt eget solsystem är ofta uppbyggda på ett helt annat sätt. De senaste åren har Anders Johansen arbetat med att utveckla ett nytt datorprogram som skulle kunna visa hur sådana planetsystem blir till.

– Det är många planeter som växer på samma gång och jag försöker bland annat ta reda på hur de interagerar med varandra. Observationerna av exoplaneter, dvs planeter som kretsar runt en annan stjärna än vår sol, är långt framme i dag och jag vill komma fram till teorin bakom alla dessa planeter.

Kontakt:

 Epost anders@astro.lu.se

Tel 073-684 96 98

Webbplats

www.astro.lu.se/~anders

 

FYSIK: Hon söker svaret på universums gåtor

Sara Strandberg, född 1977, är lektor vid Stockholms universitet.

Hon får priset för sin experimentella forskning om Supersymmetri och dess potentiella roll för den Mörka materian. Genom att hon ansvarar för detektorsystem samt att hon kombinerar analysarbete och metodutveckling med nya koncept för utvärdering av data har hon en ledande roll i ett fält där forskningen sker i stora samarbeten.

Sara Strandberg är verksam inom experimentell partikelfysik och har en viktig roll inom ATLAS-experimentet vid CERN, i Schweiz. Om hon hittar bevis för att supersymmetriska partiklar existerar kommer hon kunna lösa en rad av universums gåtor. Sara Strandbergs forskning handlar bland annat om vår nuvarande teori för mikrokosmos, den så kallade standardmodellen, där 17 elementarpartiklar bygger upp materien. Problemet med modellen är bland annat att den saknar möjligheten att beskriva gravitation och mörk materia. Sara Strandbergs mål är att utvidga standardmodellen så att den blir mer heltäckande. Hon vill förstå vilka som är materiens minsta beståndsdelar och vilka krafter som verkar mellan dem. En del av Strandbergs forskning har bedrivits genom experiment vid partikelacceleratorn i CERN – samma accelerator där den så kallade Higgspartikeln upptäcktes 2012. Där har hon letat efter elementarpartiklar som förutsägs av olika utvidgningar av standardmodellen.
En tänkbar utvidgning är att det för varje elementarpartikel i standardmodellen finns en ”supersymmetrisk partikel” som har liknande egenskaper men en större massa. Den lättaste av dessa supersymmetriska partiklar skulle kunna vara den som utgör den mörka materien.

Se hennes forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:

 Epost strandberg@fysik.su.se

Tel 08-553 786 73

Webbplats

www.su.se/profiles/strandberg-1.188090

 

 

FYSIK: Kvantoptik på nanoskala

Val Zwiller, professor i tillämpad fysik vid KTH, född 1971, kombinerar i sin forskning optik och nanoteknologi. I hans avancerade labbutrustning finns framtidens tekniska verktyg som kvantljuskällor och kvantdetektorer

Han får priset för sin innovativa forskning inom kvantoptik och nanofysik som kan leda fram till djupare förståelse av den fundamentala kvantfysiken och viktiga öppningar mot framtida kvantkommunikation.

Val Zwiller kom till KTH 2015 för att bygga upp en ny forskargrupp på området kvantfysik med nanostrukturer. Han hade då bott tio år i Holland men är ursprungligen från Frankrike. I sin doktorsavhandling vid Lunds universitet hade han visat att nanostrukturer kan användas för att generera enstaka fotoner, vilket gör det möjligt att kontrollera ljus på den mest grundläggande nivån. Hans nuvarande forskning är inriktad på mer avancerad kvantoptik på nanometernivå, där enstaka fotoner kan genereras, manipuleras och detekteras med hjälp av nanostrukturer. Zwillers forskningsgrupp på KTH utvecklar ny teknik, baserad på kvantfysik, som möjliggör nya tillämpningar men samtidigt leder till nya grundläggande experiment inom kvantfysiken. Zwiller arbetar för närvarande med att koppla kvantprickar till atomer i syfte att utveckla hybridkvantsystem som kombinerar fördelarna med båda systemen. Förhoppningen är att kunna använda de nya verktygen kvantljuskällor och kvantdetektorer inom en rad olika områden, som biologisk avbildning och kvantkommunikation. Ett konkret exempel finns inom miljöövervakning, där forskarna hoppas kunna använda de nya kvantdetektorerna för att skapa kartor i realtid över olika luftföroreningar.

Se hans forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:
Epost: zwiller@kth.se 
Tel 073-765 22 00

Webbplats

https://kth.se/profile/zwiller