Associations från Dr. Miriam Kümmel

Associations från Dr. Miriam Kümmel

Jag lärde känna Julia under en orienteringsfas mellan high school och universitetet. Ledsamt nog tappade vi kontakten under flera år och träffades igen förra året under en återträff. Kort därpå började Julia arbeta på sitt nuvarande projekt och jag kunde se projektet växa:
Ett nytt färgglatt origamiobjekt varje söndag.

Jag har själv en historia med origami. Mot slutet av mina masterstudier inom matematik var min hängivenhet till origami särskilt stark eftersom jag kände en lust att ägna mig åt något mer handgripligt som en balans till abstrakthet hos mina studier.
De regelbundna mönstren i Juias origamiobjekt påminner mig om min egen favoritteknik för vikning. Denna skapar, genom överlapp och vridningar, komplexa objekt så som en fisk med fjäll, en fågel med fjädrar, blommiga eller abstrakta mönster av regelbundna vikveck.

Ett speciellt särdrag hos hennes origamiarbeten är att Julia inte använder färgat papper utan viker vitt papper och färglägger sedan de resulterande ytorna själv enligt vissa färgvalsprinciper.

När hon gick från tvåfärgade till trefärgade objekt såg jag kopplingen till mina egna professionella intressen: hadronfysik.

Hadroner är små sammansatta partiklar som binds samman genom den starka växelverkan. I det lättaste fallet består de av en kvark och en antikvark, tre kvarkar eller tre antikvarkar. Protoner och neutroner består t.e.x. av tre kvarkar i denna modell. Det har observerats att dessa objekt följer vissa regler som kan skildras genom att en av färgerna röd, grön eller blå tilldelas kvarkar och en av färgerna antiröd, antigrön eller antiblå tilldelas varje antikvark. För att skapa en hadron måste kvarkarnas färg kombineras till vitt. Termen som beskriver detta kallas färgladdning. Principen och färgvalet används också för att skapa färger på en skärm.

I en färgcirkel måste dessa tre färger ligga på samma avstånd från varandra medan de motsvarande antifärgerna måste ligga på motstående sidor. Så länge dessa regler efterföljs kan vilket färgval som helst användas.

Jag tror att en konstnärlig och lekfull skildring av kända fysikaliska principer kan inspirera forskare och leda till ny insikt.

(text by Dr. Miriam Kümmel, translation from English to Swedish by Jenny Regina)

Fysikens Färger

Inom fysiken skapas färger av ljusets olika våglängder. En regnbåge är synlig när ljuset rör sig genom regndroppar eller genom en prisma eftersom ljus bryts olika beroende på våglängd.

Vår uppfattning om ljus är annorlunda: rött och violett be@inner sig inte i ändarna av ett färg- spektrum med orange, gult, grönt och blått i mitten utan de är också sammankopplade via lila nyanser. Därför bildar färgerna en cirkel.

Vi kan inte skilja på ljus som har en enda våglängd och ljus som består av en blandning av våglängder. Därför är det möjligt att skapa alla färger i en skrivare genom att bara använda de tre färgerna cyan, magenta och gult. Skärmar skapar ljus genom att använda röda, gröna och blå pixlar. Om alla färger belyses med samma intensitet skapar det ett intryck av vitt ljus.

Principen att tre olika yttringar av färger som balanserar varandra har skapat termen färg, eller color, i den starka växelverkans fysik. Inom den starka växelverkan är färgen inte kopplad till ljusets våglängder. Den starka växelverkan får protoner och neutroner att bilda atomkär- nor trots att de positivt laddade atomerna verkar frånstötande på varandra.

Konstnärer är också intresserade av att undersöka vilken effekt färger har på varandra. Julia Neubergers verk uppvisar en stark analogi med färgkombinationerna som är relevanta inom den starka växelverkans fysik.

Protoner och neutroner består av en röd, en grön och en blå kvark som alla binds samman av den starka växelverkan. Med hjälp av partikelacceleratorer är det möjligt att skapa antikvarkar med färger som kallas antiröd, antigrön och antiblå.

Kombinationer av en kvark och en antikvark med motsvarande antifärg eller tre antikvarkar med olika antifärger är färgneutrala och har också observerats. Inga ensamma kvarkar har ännu observerats utan bara kvarkar bundna tillsammans i kombinationer där färgerna tar ut varandra.

En kvark (eller antikvark) kan byta färg genom att sända ut en gluon som har den ursprungli- ga färgen och antifärgen som motsvarar kvarkens nya färg. Detta betyder att färgerna alltid balanseras ut totalt sett. En kvark kan också absorbera en gluon som bär på motsvarande anti- färg som den kvarken har så att den kvarvarande färgen hos gluonen överförs till kvarken. Gluoner kan själva också sända ut eller absorbera andra gluoner så länge färg och antifärg stämmer överens. Det är till och med möjligt för en gluon att transformeras till ett kvark-an- tikvark par som då får samma färg och antifärg som gluonen tidigare hade. Kvarken och antik- varken kombineras ofta tillbaks med varandra och skapar en gluon igen väldigt snabbt.

Dessa färgförändringar sker ständigt i varje proton och neutron. Det är faktiskt så att bara 2% av protonmassan kommer från massorna hos kvarkarna som utgör protonen och de resteran- de 98% genereras av den starka växelverkan med de processer som beskrivits ovan. Hur detta fungerar är ännu inte helt förstått och det är ett ämne för fysikforskning att skapa testbara fö- rutsägelser från olika hypoteser och skapa experiment där förutsägelserna kan testas.

De färgneutrala kvark (-antikvark) kombinationerna som skapas i acceleratorer sönderfaller väldigt snabbt till de vanliga partiklarna som existerar runt omkring oss. Genom att studera dessa sönderfall kan ny kunskap om den starka växelverkan erhållas. PANDA-experimentet kommer bidra signi@ikant till detta.

(Dr. Miriam Kümmel, translated by Jenny Regina, August 2019)