Hovedside  |  NFS  |  Faggrupper  |  Aktuelt  |  FFV  |  Lenker  |  Arkiv  |  Medlemskap  |  Kontakt
>>NFS>>Arkiv>>Verdens Fysikkr 2005

Verdens Fysikkr 2005

Kristian Birkeland av Alv Egeland

Birkeland er fremdeles det store navn i norsk fysikk. Han grunnla et nytt forskningsfelt, den kosmiske geofysikken. Hans navn er knyttet til bde Birkeland-strmmene, til nordlys-simuleringer og forstyrrelser i jordens magnetfelt. Birkeland hadde 60 patenter innenfor 10 forskjellige hovedomrder. Den elektriske flammeskiven, som i moderne teknologi kalles Birkeland's plasma torch, har ftt mange andre anvendelser etter at den ble brukt til framstillingen av kunstgjdsel og etableringen av Norsk Hydro.

Birkelands (13.12.1867 - 15.6. 1917) dpenavn var Olaf Christian Bernhard. Han tok reallrereksamen - som embetseksamen da het - ved Det kongelige Frederiks Universitet i Kristiania, 23 r gammel med beste karakter. Etter dette kalte han seg Kristian eller bare Kr. Birkeland. I 1896 ble han innvalgt i Det Norske Videnskaps-Akademi, bare 28 r gammel. To r etter ble han kallet til professor. Han ble valgt til Fellow of the Faraday Society i 1906. I 1908 ble han Doktor-Ingenieur Honoris Causa ved Universitetet i Dresden. Samme r ble han medlem av Royal Society i London.

18 r gammel skrev han en avhandling som ble omtalt slik: "Arbeidet har adskillig betydning for antallsgeometrien, isr de generelle satser." Den ble senere publisert som: Une mthode enumrative de la gometrie. Som student utgav han to andre matematiske arbeider.

I 1894 kom avhandlingen om elektromagnetisk strling. Mlet var finne den "almindeligste form for en straalevektor og at angi betingelsen for at denne reduceres til Poyntings vektor, som den eneste mulige der stemmer med de Maxwellske ligninger." Et enda viktigere arbeid med tittel Solution gnrale des quations de Maxwell pour un milieu absorbant homogne et isotrope, ble publisert 1895. Hans lsning vakte internasjonal oppmerksomhet og ble kalt "en matematisk bedrift av frste rang". Det var hydepunktet i Birkelands teoretiske arbeider.

Basert p studier og eksperimenter med katodestrler i varierende magnetfelt, og hans avanserte nordlyssimuleringer, hadde det vrt rimelig om Birkelands navn var blitt knyttet til oppdagelsen av elektronet i 1897. Thomsons konklusjon er basert p eksperimenter som Birkeland hadde arbeidet mye med.

Birkelands pionerarbeider om nordlysets kobling til solen og det nre verdensrom var begrunnet i s vel teoretiske betraktninger som eksperimentelle demonstrasjoner og feltobservasjoner. Betydningen av elektriske partikler fra solen, elektriske strmmer og elektromagnetiske krefter i verdensrommet, like viktige som gravitasjonen, var noe fundamentalt nytt som Birkeland oppdaget.

Tidligere omtaler av Birkelands grunnforskning er konsentrert om selve nordlyset. Hans forskning var langt mer omfattende. Nordlyset er sluttresultatet av mange forskjellige fysiske prosesser som griper inn i hverandre. Fysiske fenomener som han simulerte i laboratoriet er i virksomhet i store deler av universet. Med teoretiske hypoteser og laboratoriesimuleringene la Birkeland fundamentet for den moderne romfysikken.

Som forsker begynte Birkeland som ren matematiker fr han gled over i teoretisk fysikk, men hans hovedinnsats skulle etter hvert ligge innenfor eksperimentalfysikken. Han grunnla den kosmiske geofysikken, publiserte 88 vitenskapelige avhandlinger og skrev tre monografier, den ene, hans hovedverk, er p over 800 sider i stort format. Birkelands evne til stimulere og inspirere unge medarbeider har hatt en dominerende innflytelse p fysikkens utvikling i vrt land. Han hadde de trekkene som er gode merker p genialitet. Derfor valgte Norges Bank Birkeland som den frste fysikeren p en norsk pengeseddelen.

Birkelands tredimensjonale modell for energioverfringen fra solen til jordens vre atmosfre med intense elektriske strmmer - typisk en til flere millioner ampere, langs jordens magnetfelt, var noe fundamentalt nytt som de dominerende miljene i USA og UK nektet akseptere. Romforskningen har n tydelig demonstrert at et gigantisk elektrisk strmsystem slynger seg rundt jorden og dermed vist at Birkelands teorier og ideer, utfrt 70 r fr solvinden og dens kobling til jordens atmosfre ble pvist eksperimentelt, var riktige. I 1967 bestemte IAGA (Den internasjonale unionen for geofysikk og aeronomi) at de elektriske strmmene langs jordens magnetfelt skulle kalles Birkeland-strmmer. Birkeland-strmmer er ogs viktige i mer eksotiske objekter i universet.

Birkeland brukte mye tid og energi p teknologi for skaffe ressurser til grunnforskningen. Han ytet betydelige bidrag i praktisk fysikk og kjemi. Sammen med entreprenren Eyde skapte han en suksesshistorie ved gjre syntetisk salpeterfremstilling til en lnnsom industri. Som teknolog kom hans fantasi og kombinasjonsevne til full nytte. Birkeland hadde 60 patenter innenfor 10 forskjellige hovedomrder. Den intense, elektriske flammeskiven, som i moderne teknologi kalles Birkeland's plasma torch, har ftt mange andre anvendelser etter at den ble brukt til framstillingen av kunstgjdsel. Andre kjente Birkeland-oppfinnelser er den elektromagnetiske kanon, et mekanisk hreapparat, fettherding, raffinering av oljer og elektriske strmbrytere. Han hadde grunnleggende bidrag innenfor radiotelefoni og telegrafi og eksperimentell petrologi. Birkeland innsats bidrog til en betydelig nyvinning og modernisering av det norske samfunn.

Alv Egeland, Fysisk Institutt, UiO.

For dem som nsker lese mer om Birkeland kan det nevnes at en ny biografi Kristian Birkeland; The first space scientist kom ut p SPRINGER VERLAG i mars 2005.