Mads Toudal Frandsen

Projekttitel

Massens oprindelse og mørkt stofs partikelegenskaber

Hvad handler dit projekt om?

Projektet vil undersøge, hvad ‘mørkt stof’ er på elementarpartikelniveau, og hvordan elementarpartiklernes masse opstod. Vi véd med stor sikkerhed, at størstedelen af stoffet i universet er ukendt! Det vil sige, at det ikke udgøres af kendte elementarpartikler, men i stedet for af helt nye. En grundlæggende egenskab ved de fleste partikler - også det mørke stof – er, at de vejer noget; er massive. Men vi véd også, at partikler ikke blev ‘født’ massive. Deres masse opstod tidligt i universets udvikling, sandsynligvis sammen med det mørke stof. Med hjælp fra data, bla. fra LH- eksperimentet ved CERN, vil vi søge at afdække hvordan.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg havde i gymnasiet en ungdommelig kæk forestilling om først at studere de grundlæggende fag -  filosofi, matematik og (partikel) fysik…så nåede jeg simpelthen ikke længere. Gennem fantastiske kurser og projekter i løbet af min studietid og især gennem mødet med min senere ph.d.-vejleder blev jeg klar over, at partikelfysik er et ekstremt spændende og vigtigt forskningsfelt. 

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Udfordringen er at konstruere en bedre model for naturen på de allermindste størrelsesskalaer. Ved hjælp af matematiske og teoretiske indsigter og nye data, f.eks. fra CERN, forsøger vi at konstruere en sådan model. Samtidig forsøger vi at identificere nye eksperimenter, der vil kunne be- eller afkræfte vores model. Perspektivet er en dybere forståelse af naturen og vores ophav. F.eks. spiller mørkt stof en central rolle for dannelsen af store strukturer i universet som vores egen mælkevej. Og uden elementarpartiklernes masse ville atomer ikke være dannet, og dermed ville grundlaget for kemi og for livet ikke være til stede.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Forskningen skal generere innovation i samfundet gennem rekruttering og træning af fremragende studerende og forskere, og gennem ny viden om naturen på de mindste skalaer. Partikelfysik har en stærk fascinationskraft. Det oplever jeg bl.a. i mit outreach-program Inspire-Educate-Innovate. Flere af de værktøjer, vi anvender i partikelfysikken, kan overføres direkte til erhvervslivet. Mere generelt er træningen af studerende i kvantitativ modellering og problemløsning på højt matematisk niveau en meget relevant baggrund for at adressere samfundets problemer indenfor f.eks. infrastruktur og klima. Historisk set har nye indsigter i partikelfysikken desuden haft enorm direkte betydning for vores teknologi. Eksempler er den halvleder-teknologi, vores computere er baseret på, strålings og partikel-terapi i lægevidenskaben, og GPS-systemet baseret på generel relativitetsteori.   

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Det har en meget stor betydning. Mit forskningsfelt er meget intenst og kompetitivt, ikke mindst nu hvor data fra bl.a. LHC giver os de første glimt af mulige løsninger på projektets problemer. Konkret gør Sapere Aude-bevillingen det derfor muligt at holde os forrest i den internationale konkurrencen om de rigtige løsninger. På længere sigt gør den erfaring med forskningsledelse, jeg får gennem projektet, at jeg står stærkere i kampen om fremtidig international forskningsfinansiering.   

Lidt om mennesket bag forskeren

Min kæreste er præst i den danske folkekirke, og vi har sammen to små drenge. Sauropoder, gravemaskiner, og Spruttepatruljen fylder derfor det meste af den fritid, jeg ikke længere har. Ellers ville jeg gerne stadigvæk have fulgt med i den danske jazz-scene, selv have spillet lidt ubehjælpsomt trommer, fodbold og tennis og læst nogle gode bøger og digte.