Problemet hadde plaget professor Anders Malthe-Sørenssen og andre forskere i ti år. Plutselig dukket løsningen opp i en dataanalyse gjort av en 20 år gammel sommervikar på Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo.
– Det gjelder å se flaksen når du har den, sier fysikkstudent Henrik Andersen Sveinsson om oppdagelsen han gjorde sommeren 2011.
I to sommerferier og ved siden av bachelorstudiene i fysikk jobbet han på et forskningsprosjekt om friksjon, som blant annet brukes til å forstå jordskjelv.
Gjennom å gjøre modelleringer på datamaskinen klarte sommervikar Sveinsson som den første i verden å gjenskape et overraskende fenomen, der hastigheten til en front varierer langs underlaget. (Fortsatt nysgjerrig? Prøv deg på Sveinssons egen forklaring av fenomenet nederst i artikkelen)
Nå er han 23 år, halvveis i mastergraden og har nettopp publisert en forskningsartikkel i et verdensledende vitenskapelig tidsskrift.
«Verdensklasse»
Sveinssons oppdagelse og deltidsjobbing gjør ham til medforfatter av artikkelen som ble publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Dette er det amerikanske vitenskapsakademiets hovedtidsskrift, og regnes som et av de største, mest prestisjetunge innen naturvitenskap generelt.
– Det er jo helt fantastisk, sier Gunnar Sivertsen når han får høre om den 23-årige fysikkstudenten.
Sivertsen jobber ved Nordisk institutt for studier av innovasjon, forskning og utdanning (Nifu) og sier det er en sjelden prestasjon uansett hvor i forskerkarrieren man er. Mange forskere får aldri en artikkel på trykk på dette nivået, som Sivertsen kaller «verdensklasse».
Synes utenlands
I tillegg til Sveinsson står fem andre i forskningsgruppen som forfattere av PNAS-artikkelen, deriblant doktorgradsstipendiat Jørgen Kjoshagen Trømborg (27) som jobber med prosjektet på heltid.
– Hvis en doktorgradsstipendiat klarer det i løpet av stipendiatperioden er det uvanlig. At et student klarer det, er unikt, sier Sivertsen ved Nifu.
PNAS, Nature og Science regnes som de mest prestisjetunge tidsskriftene, og publiserte tilsammen 54 artikler skrevet av norske forskere ifjor. Sverige står oppført med 190 artikler, Danmark med 146.
– Hvilke dører åpner seg når man er publisert?
– Du kommer inn i en god sirkel. Det kan bli konkurranse mellom universitetene for å få vedkommende til sitt fagmiljø. Det åpner også dører utad, det blir lettere å få finansiering fra utlandet og opphold ute, sier Sivertsen.
Det bekrefter fysikkprofessor og veileder Anders Malthe-Sørenssen.
– Det er enkelt for Henrik å ta en doktorgrad i USA nå, hvis han vil. Der er de veldig opptatt av publiseringer, sier han.
Får tidlig tillit
Malthe-Sørenssen sier de har lagt om undervisningen for å få fysikkstudentene ved Universitetet i Oslo til å begynne å forske tidligere. Han inviterer blant annet studentene til å jobbe frivillig på forskningsprosjekter. Det var slik Sveinsson endte opp med sommer- og deltidsjobben.
– Anders spurte om noen i klassen ville bruke to til åtte timer i uken på et prosjekt uten å få betalt. Det ville jeg, sier han.
Neste år leverer 23-åringen masteroppgaven. Veien videre er selvsagt.
– Det blir doktorgrad. Det er spennende å finne ut av nye ting, å vite noe ingen andre vet, sier Sveinsson.
Ett år for seks sider
Jørgen Kjoshagen Trømborg (27) har ett år igjen av doktorgraden ved Fysisk institutt. Han forteller om en knallhard kamp for å få seks sider med forskningsfunn på trykk.
– Vi kunne publisert allerede i 2012 i et mindre anerkjent tidsskrift, men hadde høye ambisjoner. Derfor jobbet vi oss fra toppen av tidsskriftlisten og nedover da vi sendte inn artikkelen, sier han.
Det endte med fire avslag på tre måneder.
Artiklene blir først vurdert redaksjonelt, om de har allmenn interesse, og deretter blir selve forskningen gått etter i sømmene. Artikkelen ble sendt til PNAS i november, avslått i februar, klaget på – og til slutt akseptert i mai. I juni ble artikkelen publisert.
Dette forsker de på
Henrik Andersen Sveinsson forklarer:
Fra eksperimenter vet vi:
Når et utstrakt legeme (for eksempel en kloss med plexiglass) dyttes på, vil den begynne å skli når man dytter hardt nok, dvs at man overvinner friksjonskraften. For å begynne å skli må klossen i en eller annen forstand løsne fra underlaget den står på. Siden plexiglass er litt elastisk, vil klossen først begynne å løsne på den ene siden (den man dytter på), og så langs underlaget fram til den andre enden. Dette kaller vi en "detachment front". En detachment front har en hastighet, og hastigheten varierer med hvor langs underlaget man er. En typisk hastighet man måler i eksperimenter er 1000 m/s (meter per sekund). Merk at dette er hastigheten til fronten, ikke klossen. Selve klossen beveger seg med en hastighet på ca 0.1 m/s
Noe overraskende man så i eksperimenter gjort av en israelsk gruppe, og som ble publisert i Nature i 2004 var følgende:
Noen ganger er variasjonene i hastigheten til en detachment front svært varierende. Den begynner med ca 1000 m/s, men når den har kommet omtrent 1/3 inn på klossen, faller hastigheten brått til 50-100 m/s og holder seg der langs den midterste tredjedelen av klossen, før hastigheten igjen øker til 1000 m/s langs den siste tredjedelen. Dette er det overraskede fenomenet i friksjon som jeg jobbet med å forklare sommeren 2011. I faglitteraturen kalles dette trege fronter (slow fronts).
Sommeren 2011:
Jeg videreutviklet en friksjonsmodell som Jørgen (Kjoshagen Trømborg) hadde jobbet med i sin masteroppgave. Videreutviklingen førte til at jeg som den første i verden klarte å modellere på datamaskin det fenomenet som ble forklart i forrige avsnitt. Høsten 2011 foreslo jeg det som er punkt 3-4 i forklaringen nedenfor.
Jobben etter sommeren 2011 har bestått i å forklare hvorfor modellen viser denne oppførselen, og forklare fysikken.
Det vi har kommet fram til, er at trege fronter skyldes:
1) Man dyttet ikke hardt nok til at klossen egenlig skulle kunne løsne helt fra underlaget. Dvs, detachment-fronten burde stoppe ved rundt 1/3 av lengden til klossen.
2) Den første 1/3 av klossen har en annen tilstand enn resten av klossen, siden den nettopp har vært i bevegelse. (Sannsynligvis har en tynn film langs underlaget smeltet på mikronivå, men det er vi ikke sikre på). Det fører til at den første 1/3 av klossen begynner å skli sakte.
3) Det at den første 1/3 av klossen sklir sakte, gjør at resten av klossen allikevel blir dyttet hardt nok til å løsne. Dvs en del av klossen dytter på resten av klossen.
4) Når en del av klossen dytter på andre deler av klossen, så er det en annen dyttemekanisme enn om man dytter utenifra. Det fører til at detachment fronten får en annen hastighet (lavere hastighet) når dette pågår.
Hovedarbeidet de siste to årene har vært å nøste opp i punkt 2, 3 og 4, og kunne overbevise oss selv og andre om at forklaringen vår er riktig.(Vilkår)Copyright Dagens Næringsliv AS og/eller våre leverandører. Vi vil gjerne at du deler våre saker ved bruk av lenke, som leder direkte til våre sider. Kopiering eller annen form for bruk av hele eller deler av innholdet, kan kun skje etter skriftlig tillatelse eller som tillatt ved lov. For ytterligere vilkår se her.