Kungliga Fysiografiska Sällskapet i Lund logotyp

2017

Minnesmedaljen i guld

Lennart Carleson, professor emer. i matematik

Lennart Carleson är född 1928 och disputerade 1950 i Uppsala med Arne Beurling som handledare. Carleson är en av Sveriges mest framstående matematiker och arbetar inom harmonisk analys, komplex analys och dynamiska system. Han nådde världsberömmelse med sitt bevis för Lusins förmodan om punktvis konvergens av Fourierserier. Andra välkända resultat av Carleson är den berömda koronasatsen om maximala ideal i enhetscirkeln och beviset för att Henonavbildningen har en kaotisk attraktor. Carleson är också känd för sina resultat om Fouriermultiplikatorer, som har stor betydelse för Kakeyas kända nålproblem. Hans arbeten präglas av djup geometrisk insikt kombinerat med en enastående skicklighet att bemästra komplicerade argument.

Carleson var föreståndare för Mittag-Lefflerinstitutet i Danderyd 1968-1984 och gjorde det till ett världsledande matematiskt forskningscentrum. Han var 1978-1984 president för internationella matematikerunionen IMU, och var då initiativtagare till Nevanlinnapriset inom datalogi. Han är ledamot av Kungliga Fysiografiska Sällskapet, Kungliga Vetenskapsakademien och Finska Vetenskapssocieteten. Carleson har tidigare fått flertalet internationella priser, bl a Steelepriset 1984, Wolfpriset 1992 och han var den förste och hittills ende svensk som fick Abelpriset 2006.

 
Engeströmska medaljen

Ulf Nilsson, professor i organisk kemi, Lunds universitet

Kärnan i Ulf Nilssons forskningsintresse rör frågeställningar om hur proteiner på molekylär och atomär nivå interagerar med kolhydrater och små läkemedelsmolekyler. För att undersöka sådana frågeställningar, så syntetiserar hans forskargrupp små molekyler och modifierade kolhydrater designade för att specifikt svara på väl definierade frågor på molekylär eller atomär nivå om vad som händer när proteiner binder molekylerna. Forskningen involverar ett sort antal metoder, varför hans projekt genomförs inom samarbeten med många andra forskargrupper som besitter komplementerande expertis. Ny kunskap om och insikt i hur proteiner binder till små molekyler eller till modifierade kolhydrater utnyttjar hans forskargrupp i utveckling av nya läkemedel som med nya mekanismer påverkar proteiner involverade i sjukdomstillstånd och i utveckling av medicintekniska uppfinningar. Utöver att forskningsresultaten kan leda till utveckling av till exempel konceptuellt nya läkemedel, så är de nya molekylerna kraftfulla forskningsverktyg för att kartlägga till exempel hur proteiner förflyttas i en cell, hur länge de stannar på en plats, vilken sida av en cell ett protein befinner sig och ibland även vilka andra proteiner ett givet protein hamnar tillsammans med. Alla dessa exempel är viktiga för att förstå hur en cells kemi samordnas, hur cellen fungerar och i slutändan hur livet fungerar.

 

Rolf Dahlgrens pris i botanik – 210.000 kr 

Hans-Walter Lack, professor, Botanischer Garten und Botanisches Museum, Berlin

Min forskning har följt tre huvudlinjer:
(1) Systematik och evolution i familjen Asteraceae (Compositae), huvudsakligen underfamiljen Cichorieae, i globalt perspektiv.
(2) Upptäckts- och odlingshistoria för utvalda arter av prydnadsväxter.
(3) Botanikens historia med huvudvikt på större expeditioner och illustrationer som en metod att dokumentera växtvärldens diversitet. Detta inkluderar biografiska arbeten om Alexander von Humboldt, bröderna Bauer och bröderna Redouté, undersökning av Carl Ludwig Willdenows herbarium (en av de ledande tyska linneanerna), samt tidiga botaniska expeditioner på Balkan och i Mellanöstern.
 

Bengt Jönssons pris i botanik – 130.000 kr 

Frida Rosengren, bibliotekarie, Lunds universitet

GENETISK VARIATION OCH SEXUELL REPRODUKTION I EN MOSSA MED DVÄRGHANNAR, KALKLOCKMOSSA
Doktorsavhandling 2015. Handl.: Nils Cronberg, Bengt Hansson & Åsa Lankinen.

Mycket små hannar (dvärghannar) finns i flera olika djurgrupper men inom landväxterna bara hos mossor. Hos mossor kommer dvärghannarna ifrån hansporer som landar och gror på honskottet där de inte blir större än några millimeter. En stor fördel med att ha små hannar växandes på honorna är att befruktningen sannolikt underlättas. Det finns flera saker som tidigare varit okända med mossdvärghannarna, exempelvis varför det finns olika många på olika platser eller hur dvärghannarna påverkar den genetiska variationen och strukturen inom populationer. 

I min avhandling har vi undersökt dvärghannarna hos kalklockmossan, Homalothecium lutescens, genom odlingsstudier, fältstudier och genetiska studier. I det första delprojektet undersökte vi genetisk variation och sexuell reproduktion i ett betesmarkskomplex på Öland där det fanns ganska få dvärghannar. I ett annat delprojekt studerade vi vad som påverkar dvärghannarnas utbredning inom tre populationer i Skåne. I det tredje delprojektet tittade vi på hur sporer av tre olika arter med dvärghannar kunde gro och utvecklas på skott av kalklockmossan. I det fjärde delprojektet tittade vi på genetisk struktur, genflöde och inavel i fyra populationer i Skåne där det fanns ganska mycket dvärghannar.

Vi fann att etableringen av dvärghannar är beroende av den lokala miljön och att de flesta dvärghannar har lokalt ursprung. Dock fanns det stor variation i släktskap mellan honskott och påväxande dvärghannar och i genomsnitt skedde över hälften av alla befruktningar av ett honskott av olika fädrar. Ju fler dvärghannar det fanns i en mosskoloni, desto högre befruktningsgrad. Vidare kunde vi visa att sporer från en närbesläktad art kunde utvecklas till fertila dvärghannar på kalklockmossan, vilket skulle kunna leda till korsning mellan dessa två arter. Trots att man uppskattar att mellan 10 och 20 procent av alla mossarter har dvärghannar, har de varit dåligt studerade. Inom detta avhandlingsprojekt har vi inte bara fyllt i några av de existerande kunskapsluckorna, utan förhoppningsvis också öppnat upp forskningsfältet genom att föreslå en rad olika möjligheter för hur man kan arbeta vidare med detta fascinerande system.
 

Fabian Gyllenbergs pris i kemi – 90.000 kr

Svante Hedström, fil.dr. i teoretisk kemi, Stockholms universitet

"Beräkningskemiska studier av konjugerade polymerer för tillämpning i organiska solceller"

Solceller som tillverkas av organiska, kolbaserade material har tack vare intensiv forskning uppvisat en ökning i verkningsgrad från 4 till 12% verkningsgrad de senaste femton åren. Jämfört med de marknadsdominerande kiselsolcellerna finns det många fördelar att istället använda organiska material, bl.a. i fråga om tillverkningskostnad, mekanisk flexibilitet, och justerbara egenskaper beroende på vilka organiska material som används. Deras verkningsgrad är fortfarande bara ungefär hälften så hög som för kiselceller, så de används i nuläget framförallt i nischapplikationer såsom integrerat i fönster, väskor, hemelektronikprodukter, etc.

Denna avhandling behandlar specifikt organiska polymerer – speciella plastmolekyler – som absorberar ljusenergi från solen och omvandlar den till elektrisk energi. En polymermolekyl byggs upp av flera identiska mindre molekyler som är kemiskt sammanlänkade till en enda lång molekyl, vilket ger många fördelaktiga egenskaper. Utgångspunkten för forskningen är teoretisk beräkningskemi. Det innebär att avancerad datormjukvara används för att förutspå molekylers egenskaper, utan parametrar från experiment. Sådana förutsägelser är möjliga eftersom de kvantmekaniska krafter som på mikroskopisk nivå påverkar molekyler är kända, om än matematiskt komplicerade.

Doktorandprojektet har varit fokuserat på de egenskaper hos polymererna som är viktigast för välfungerande solceller: geometrisk struktur, ljusabsorption, samt laddningsgenerering och -transport. Ett stort antal polymerer har systematiskt studerats, ofta i samarbete med experimentella grupper på Chalmers och Linköpings Universitet. Ett sådant samarbetesprojekt har resulterat i polymerer av så kallad D–A1–D–A2-typ där varje lång polymermolekyl är uppbyggd av delmolekyler av tre olika typer. Solceller av denna typ uppvisade 2015 en då relativt hög verkningsgrad på 7.0 %. Ett av de viktigaste teoretiska framstegen i forskningsprojektet är utvecklandet av en metod för att beräkna hur olika temperaturer påverkar polymerernas elektroniska och optiska egenskaper. 


Eva och Lars Gårdings pris i matematik – 125.000 kr vardera

Anders Karlsson, professor i matematik, Université de Genève/Uppsala universitet

Ett av mina forskningsområden handlar om slumpvandringar. Dessa återfinns i ett flertal sammanhang, allt från värmets spridning, via modeller av finansmarknaden, till internets sökmotorer. Inom matematiken självt uppträder dom också naturligt, 
t.ex. inom teorin för dynamiska system, eller som överraskande redskap för vissa frågeställningar av deterministisk natur. 

Att slumpvandra betyder att i varje tidpunkt ta ett steg i slumpmässig riktning. Tänk på ett dammkorn som slumpmässigt irrar runt i luften. Man frågar sig hur man kan beskriva vad som händer i långa loppet. Kommer man med säkerhet tillbaka till startpunkten? Om inte, driver man då bortåt med en viss medelhastighet, och kanske konvergerar man i riktning?  

Med ett flertal av artiklar under en 15 års period, tack vare samarbeten med G. Margulis, F. Ledrappier, och S. Gouëzel, har vi funnit och bevisat ett mycket generellt fenomen, att slumpvandringar på symmetriska strukturer som driver iväg med bestämd medelhastighet måste konvergera i en viss (slumpmässig) riktning. Tänk på en myra som slumpvandrar på ett träd som aldrig slutar förgrena sig, då kommer myran irra bort sig och ut långt ute på en viss (slumpmässig) gren. Dessa resultat har en mängd tillämpningar inom matematiken: harmoniska funktioner på grupper, produkter av slumpmatriser, slumpmässiga transformationer av ytor, ergodsatser för operatorer, dynamik av komplexa avbildningar, etc. Det är så jag ser matematiken, som en enhetlighet, och ibland med generella principer som styr specialsituationer. 

I en annan riktning handlar min forskning om zeta funktioner, som är fundamentala inom talteorin, associerade till spektra av elliptiska operatorer. Det är ett ämne med gedigen svensk tradition, t ex finns det några betydande arbeten av Lars Gårding inom detta område, bland annat en artikel från 1951 publicerad av Kungl. Fysiografiska Sällskapet i Lund.


Hans Ringström, professor i matematik, Kungl. Tekniska Högskolan

De senaste tre decennierna har vårt fönster mot universum vidgats dramatiskt, och vårt perspektiv på universums framtida utveckling ändrats drastiskt. I slutet av 90-talet tillkännagjorde två forskargrupper det oväntade resultatet att universum uppvisar en accelererad expansion, en slutsats som studier sedan dess stödjer. I början av 2016 tillkännagjordes detektionen av gravitationsvågor från kolliderande svarta hål. Denna upptäckt är revolutionerande av flera skäl. För det första eftersom det representerar den första direkta observationen av gravitationsvågor. För det andra eftersom detektionen utgör en observation av kolliderande svarta hål. För det tredje därför att vi nu för första gången kan inhämta information om universum med hjälp av gravitationsvågor istället för elektromagnetisk strålning. Eftersom man med hjälp av gravitationsvågor kan se saker som förblir osynliga om man bara har tillgång till information via elektromagnetiska vågor, så har ett nytt fönster mot universum öppnats. Många andra högprecisionsobservationer av universum och svarta hål har gjorts under de två sista decennierna, och som en konsekvens börjar det bli nödvändigt med en detaljerad förståelse av hur lösningar till Einsteins ekvationer i allmän relativitetsteori ser ut. 

Syftet med min forskning är att studera olika aspekter av Einsteins ekvationer i allmän relativitetsteori ur ett matematiskt perspektiv. Målsättning är att bygga ett matematiskt fundament för förståelsen av lösningar, speciellt i ett kosmologiskt sammanhang. För att förstå varför detta ämne gradvis förflyttat sig från fysiken till matematiken så är det av intresse att ge en överblick över den historiska utvecklingen under de sista hundra åren. Efter det att Einstein lagt fram den allmänna relativitetsteorin så började forskare leta efter lösningar. I det initiala skedet så sökte de efter explicita uttryck. Detta perspektiv ledde till några av de mest grundläggande lösningarna som modellerar universum i dess helhet samt isolerade system (som en planet, ett svart hål, en galax etc.). Emellertid har alla dessa lösningar en hög grad av symmetri, och det finns många fenomen som inte kan modelleras med hjälp av dem. Vidare undrade forskare om de singulariteter (svarta hål, big bang singularitieter) som de speciella lösningarna har enbart var en konsekvens av den höga graden av symmetri eller representerade reella fysikaliska egenskaper. Under 60- och 70-talen växte ett mer geometriskt perspektiv på lösningar fram. Det var under denna period som Hawking och Penrose formulerade sina singularitetssatser vilka troliggör att svarta hål och big bang singulariteter är något som typiskt förekommer i lösningar till Einsteins ekvationer. Även om det geometriska perspektivet är mycket användbart ger det tyvärr mycket begränsad information om lösningarna. Därför har fokus de senaste 30 åren övergått till att betrakta Einsteins ekvationer som ett begynnelsevärdesproblem. Detta möjliggör ett detaljerat studium av mer allmänna situationer. Emellertid så är den associerade matematiska komplexiteten mycket högre. 

Sammanfattningsvis så är målsättningen med min forskning att studera lösningar till Einsteins ekvationer i ett kosmologiskt sammanhang under svagare symmetriantaganden än de som normalt sett görs. Förhoppningen är att detta i längden skall ge ett matematiskt fundament för att tolka den växande samling observationer som nu ackumuleras. 

 
Göran Linds pris – 40.000 kr

Liang Liu, Institutionen för elektro- och informationsteknik, Lunds universitet

Mitt arbete med implementering av trådlös kommunikation på kisel började redan under min tid som doktorand i Shanghai. Efter disputation 2010 flyttade jag till Lund och fortsatte mitt arbete inom samma område. Jag har haft möjligheten att både följa och bidra till utvecklingen inom både kiseltekologi och trådlös kommunikation. De senaste åren har min forskning inriktats på ett nytt och mycket intresssant område inom trådlös kommunikation där hundratals antenner på en basstation, tillsammans med avancerad signalbehandling implementerad på kisel, kraftigt kan öka effektiviteten i 5G och dess efterföljare. Vi har i labmiljö demonstrerat en mer än 20-faldig förbättring jämfört med dagen 4G-system.