Som ny professor vil Mads Toudal Frandsen tydeliggøre fysikstudiet: »Vi skal vise, hvor vigtig fysik er«

Af Marie, hoh@sdu.dk, 17-03-2023

Om få uger sker der noget, som Mads Toudal Frandsen er stolt af. 

En satellit bliver sendt ud i rummet på en SpaceX rumfærge. Men det er ikke en hvilken som helst satellit.

Det er nemlig en studentersatellit, som er et resultat af et samarbejde mellem bl.a. fysikstuderende og ingeniørstuderende på SDU.

At det er lykkedes, skyldes i høj grad fællesskabet SDU Galaxy, som er et netværk for rumforskning og teknologi der arbejder på tværs af Det Tekniske Fakultet og Det Naturvidenskabelige Fakultet på SDU.

Rumfællesskabet bidrager til, at fysik på SDU adskiller sig fra andre fysikuddannelser i Danmark, mener Mads Toudal Frandsen, der netop er blevet udpeget professor ved Institut for Fysik og Kemi på SDU.

- SDU er det eneste universitet i Danmark, hvor vi har Det Naturvidenskabelige Fakultet og Det Tekniske Fakultet lige ved siden af hinanden i samme bygning. Det giver kæmpe muligheder i fremtiden, hvor jeg ser et stort potentiale indenfor blandt andet rumvidenskab og teknologi, siger han.

- Forsknings- og studenterfællesskabet, vi har udviklet i SDU Galaxy, kan realisere det potentiale, for eksempel indenfor klimaområdet i samarbejde med SDU Climate Cluster.

Som ny professor har Mads Toudal Frandsen en ambition om at videreudvikle på rumfysikområdet.

Det skal blandt andet være her, vi viser mulige kommende studerende, hvorfor de skal vælge fysik, og hvad fysikken kan i samarbejde med andre fagligheder.

- Vi har de senere år skabt et stærkt fysikstudie. Nu skal vi tydeliggøre det. Jeg synes ikke, at fysik står tydeligt nok i dag, og det vil jeg gerne hjælpe med at lave om på. Vi skal vise, hvor vigtig fysik er. Vi er et lille studie, som også giver mange fordele for de studerende, men vi er mindre end vi burde være, hvis du spørger mig, siger han.

Vi ved, at vi næsten ingenting ved

Mads Toudal er opvokset i den lille by Kværndrup på Midtfyn.

Hans fascination med fysikken startede på lige fod med en fascination med filosofien; i så høj en grad, at han gik i gang med at læse begge fag, da han skulle vælge uddannelse.

- Jeg tænkte, at fysikken var grundlagsfaget i den naturvidenskabelige verden, og at filosofien var grundlagsfaget i den humanistiske verden, så jeg læste fysik med sidefag i filosofi. Og så blev jeg simpelthen mere og mere fascineret af fysikken, fortæller Mads Toudal Frandsen.

Undervejs på sine studier stødte han på Francesco Sannino, i dag professor i fysik på SDU, som han i sin tid fik som specialevejleder på Niels Bohr Instituttet. 

Det blev ifølge Mads Toudal Frandsen til et spændende møde med Sannino, som han kalder en inspirerende forsker, og som han tildeler en stor del af æren for, at forskervejen blev den rigtige for ham.

Mads Toudal Frandsen tog sin ph.d. på Niels Bohr Instituttet i København, og efter en årrække som forsker i Oxford blev han siden lektor på Center for Cosmology and Particle Physics Phenomenology ved Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på SDU.

Det er særligt alt det, vi ikke ved om verden, der fascinerer ham:

- Jeg har en fascination af, at vi faktisk ved utrolig lidt om, hvad der er i universet, og hvordan det hele hænger sammen. Det er en ret unik situation i videnskabshistorien at være i. Det, der er helt særligt ved tiden nu, er, at vi ved, at vi næsten ingenting ved, siger han.

Tættere på mørkt stof

Mads Toudal Frandsen interesserer sig især for mørkt stof; denne her masse i universet, vi ikke kan se og ikke ved meget om, men som må findes, fordi den er med til at holde alle store strukturer som galakser og galaksehobe sammen.

Som en metafor for mørkt stof bruger Mads Toudal Frandsen en karrusel. Hvis man sad i en karrusel, der bevægede sig meget hurtigere, end den var bygget til, så ville vognene flyve fra hinanden.

Det samme burde ske med bl.a. stjernerne i galakser, da de bevæger sig langt hurtigere, end tyngdekraften kan holde sammen på.

Men galakserne falder ikke fra hinanden.

- Ud fra de observationer og en række andre uafhængige observationer konkluderer vi, at der må være noget stof, der leverer denne her manglende tyngdekraft, og det kalder vi mørkt stof. Hvis jeg skulle sætte et aftryk med min forskning, så ville det være at opdage mørkt stof. Men det ville være en kæmpe bedrift og et kæmpe held, der nok ville give både den ene og den anden Nobelpris, siger Mads Toudal Frandsen.

- Så mere realistisk håber jeg at løfte en flig af sløret og komme lidt tættere på at kunne karakterisere det mørke stof på partikelniveau.

Hvordan skulle man bære sig ad med at komme tættere på at finde ud af, hvad mørkt stof er, spørger jeg.

- Det vil bl.a. kræve nye observationelle metoder og strategier. For eksempel opstår der lige nu nye muligheder, når vi kan bruge det store radioteleskopnetværk, der hedder Event Horizon Telescope, som blandt andet er bygget til at kigge efter sorte huller, og som SDU i dag er aktivt involveret i takket være adjunkt Roman Gold, siger han og fortsætter:

- I nærheden af sorte huller er der grund til at tro, at vi har de højeste koncentrationer af mørkt stof. I de fotonringe omkring supermassive sorte huller, som Event Horizon teleskopet har offentliggjort i de sidste år, vil vi måske også begynde at se effekter af mørkt stof.

Et glimt af svaret

Da Mads Toudal Frandsen som postdoc arbejdede på Oxford University, var der et øjeblik, hvor han troede, han var kommet tættere på at opdage mørkt stof.

- Vi var de første til at analysere to eksperimenter der begge observerede de signaler, vi forventer fra mørkt stof, og de stemte overens. Det er kravet for en ny opdagelse i fysikken. Og så begyndte tingene at gå rigtig hurtigt i en periode.

Men det viste sig så, at det ene eksperiment var fejlbehæftet, og der var også problemer med det andet.

- Så det var en ikke-observation. Men det var en vild periode og en læring, jeg tog med videre. Og det er en situation, der giver en forhåbning om, at vi kommer til at finde det her mørke stof på et tidspunkt, siger han.

Vi skal gøre fysik ’great again’

Nu er Mads Toudal Frandsen blevet udnævnt til professor, og det er et hverv, han tiltræder med en vis ærefrygt.

- Det er stort klap på skulderen, men først og fremmest et stort ansvar for at bidrage til en positiv udvikling af forskning og undervisning på fysik SDU, siger han.

Her skal bl.a. astrofysikken spille en stor rolle. Mads Toudal Frandsen håber, at den for nogle nye studerende vil være en vej ind til de andre spændende hjørner af fysikken.

Når han byder nye studerende velkommen, er det nemlig ofte astrofysikken, de nævner, når de bliver spurgt, hvad der har tiltrukket dem.

- Det er et område, der fascinerer de unge. Men selv hvis de ikke skal arbejde med lige præcis astrofysik, når de er færdig med deres uddannelse, så har de lært at modellere og analysere fysiske data, og de har fået en masse kompetencer, som der er stor efterspørgsel på i erhvervslivet, siger han.

Et andet område, han gerne vil synliggøre, er biofysik. Med de nye fælles rammer for Odense Universitets Hospital på SDU håber Mads Toudal Frandsen, at fysik på SDU også bliver bedre til at tydeliggøre, hvilke muligheder der er inden for biofysik.

Det er nødvendigt, hvis vi skal have flere unge til at gå fysikvejen, understreger han:

- Vi skal gøre fysik ’great again’ i regionen. Der er flere gymnasier på Fyn, der ikke længere udbyder fysik på A-niveau. Mit gamle gymnasium, Midtfyns Gymnasium for eksempel. Det er vildt trist.

- Vi lever i en tid, hvor kriser er den nye normal. Vi har klimakrise, sikkerhedskrise og coronakrise. Derfor har vi i den grad brug for en grundlæggende naturvidenskabelig forståelse, når vi skal løse de her kriser.