Olin onnekkaassa asemassa tänä keväänä ja pääsin jo toisena opiskeluvuonnani töihin Fysiikan laitoksen Alkeishiukkasfysiikan osastolle. En voinut kuvitella itselleni parempaa paikkaa. ”Tästä se tutkijanura alkaa”, innostuin. Kesän ohjaajani oli aikaisemmin keväällä ohjannut LuK-tutkielmaani. ArXivista ja Googlesta löytyi kandintyöhön kiitettävästi materiaalia ja ohjaajakin oli helposti tavoitettavissa ongelmien ilmettyä. Kandityöhön liittynyt koodaaminen oli jopa nautinnollista, kun sai välittömästi nähdä oman kätensä jäljen. En saanut ennen kesää tietää, mistä tarkalleen ottaen pääsisin tekemään uraauurtavaa tutkimustani. Ohjaaja empi aiheenvalinnan kanssa peläten sen olevan liian raskas projekti kesäksi. ”Pyh, kyllä minä selviän”, vakuuttelin. Hyppäsin rohkeasti altaaseen.
Koitti ensimmäinen työpäivä ja sain lyhyen selostuksen aiheeseeni. Selostuksesta tarttui muutamia tuttuja sanoja: kenttätensori, monopoli, su(2)-algebra, higgs ja epäabelinen kenttäteoria. En vain kyennyt mitenkään ymmärtämään, miten käsitteet saisi yhdistettyä samaan koherenttiin lauseeseen. Miten ihmeessä kenttä voi olla matriisiarvoinen? Ja miten sitä silloin voi kutsua skalaarikentäksi? Elektrodynamiikalla kaikki oli vielä kovin helppoa. Vesi ylsi jo vyötärölleni.
”Ei hätää; luen asiat kerran huolella, niin osaan ne täydellisesti”, uskottelin itselleni. Mutta ei siinä vielä kaikki. Näiden avulla pitäisi tutkia varhaista maailmankaikkeutta, kosmisia säikeitä ja niihin syntyneitä magneettisia monopoleja, jotka muodostavat yhdessä helminauhan kaltaisia rakenteita. Ohjaaja piirsi taululle kivan kuvan, jonka jopa ymmärsin. Samalla päähäni paukutettiin hilakenttäteorian alkeita ja rinnakkaislaskentaa, joiden avulla pitäisi kai saada jotain konkreettista laskettua. Vettä oli ainakin kaulaan asti, mutta takaisinkaan ei voinut enää kääntyä.
No, internet lienee pullollaan melko ymmärrettäviä tekstejä johdatuksia aiheeseen ja kohtahan pääsisin ohjelmoimaan itse alusta alkaen. Väärin ja väärin. ArXiv on toki hieno tietolähde julkaisuja etsittäessä, mutta on ylioptimistista toiveajattelua, että sieltä löytyisi helposti luettavassa muodossa johdot tärkeimmille kenttien liikeyhtälöille. Tuekseni sain erään post docin kaksi vuotta sitten naftaliiniin tunkeman koodin, jonka pitäisi toimia, ja sen mukana hämärät muistiinpanot johtoineen, jotka ovat vähän sinnepäin. Niiden pohjalta minun pitäisi saada mallinnettua kahta higgsin kenttää. En enää yllä vedenpintaan.
Ensimmäiset viikot menivät hakatessa päätäni pöytään YouTube-soittolistan musiikin tahdissa yrittäessäni ymmärtää, mitä ihmettä minulle työnnetyssä koodissa tapahtuu. Asiaa ei auttanut, että koodin kirjoittanut post doc päätti poistua kotimaahansa lomailemaan.
Jonkin ajan kuluttua keskustelin ohjaajani kanssa koodistani. Hän tutustui koodiin tarkemmin ja totesi sen omasta mielestään käyttökelvottomaksi. Hän tyrkkäsi minulle oman 100-tiedostoisen koodinsa. Mikä parasta, se on SU(2)-ryhmän esitystavaltaan täysin erilainen, mikä merkitsee täysin erilaisia liikeyhtälöitä. Uuden koodin marginaalista löytyvät kommentit eivät avaa asiaa yhtään ja tilannetta pahentaa kahdessa eri koodissa käytetty fysikaalisten kertoimien ja normituksien ero. Pian ohjaajanikin päätti poistua kesälomalle. En tiedä, jaksanko enää edes yrittää.
Ilmiö lienee tuttu monille modernia fysiikkaa tutkineille opiskelijoille. Teoreettisen fysiikan aineopinnoissa päästäneen parhaimmillaan 1930-luvun ilmiöihin ja tietoihin. Tutkimuksesta suurin osa tapahtuu kuitenkin viimeaikaisten löytöjen pohjalta ja opiskelija saattaa joutua itse tutkimaan aihettaan ensimmäisenä, jolloin aiheesta ei luonnollisesti löydy oppikirjamaisia tekstejä. Asiaa on pohtinut myös Nobel-palkittu Steven Weinberg tekstissään ”Scientist: Four golden lessons”.
Tarina ei kuitenkaan ole päättynyt vielä onnettomasti. Määrätietoinen pään hakkaaminen ja vaihe-vaiheelta-ajattelu saavat ylivoimaisenkin asian selkiintymään ajan myötä. Olen nyt saanut oman versioni ohjaajani koodista käännettyä. Vielä pitäisi selvittää, miksi se tulostaa vain NaN-lukuja. Ehkä se kohta mallintaa toivotunlaista fysiikkaa, jolloin voin aloittaa varsinaisen kesäprojektini. Pohjalta on helppo ponnistaa pintaan.
S. Weinberg, ”Scientist: Four golden lessons”, Nature 426, 389 (27 November 2003)
