• LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • PARTNERLOGIN

ElektronikFOKUS

Fokus på elektronik

  • Branchenyt
  • Design & udvikling
  • Events
  • IoT & embedded
  • Komponenter & konnektorer
  • Power
  • Produktion
  • Test & mål
  • Wireless & data
  • Artikler fra Aktuel Elektronik

AktueltDesign & udvikling17. 05. 2023 | Rolf Sylvester-Hvid

Dansk topmatematiker vil løse gåden om en million kvantepartikler

AktueltDesign & udvikling17. 05. 2023 By Rolf Sylvester-Hvid

En af Europas bedste matematikere – professor Søren Fournais fra Københavns Universitet – har nu dedikeret de næste fem år til at prøve at forstå et mystisk kvantefænomen gennem utrolig komplekse ligninger. Den mission har Det Europæiske Forskningsråd valgt at støtte med 15 millioner kroner.

Søren Fournais vil løse gåden om en million kvantepartikler.
Professor Søren Fournais (foto: Jim Høyer / Københavns Universitet)

– Forestil dig et af de spektakulære åbnings-shows til OL, hvor en kæmpe menneskemængde pludselig samler sig som en enhed og laver de samme bevægelser helt synkront som en stæreflok. Det sker også i atomernes verden i nogle helt særlige og mærkværdige tilfælde. Her er der tale om en million atomer, der alle sammen kommer i den helt samme kvantetilstand og altså på den måde opfører sig fuldstændig synkront, siger matematikprofessor Søren Fournais fra Københavns Universitet.

Det, han taler om, er det mystiske kvantefænomen Bose-Einstein-kondensater. De kan opstå, hvis man lykkes med at køle bestemte slags atomer ned til temperaturer nær det absolutte nulpunkt. Her filtrer alt fra 100.000 til flere millioner atomer sig sammen, og alle atomer overgår til samme kvantetilstand på samme tid. Stoffet er på dette tidspunkt hverken fast, flydende, gas eller plasma, men bliver ofte beskrevet som sin egen helt femte tilstandsform.

Fænomenets eksistens blev forudsagt af Bose og Einstein i 1920erne, men vi skulle skrive 1995, før det første gang lod sig gøre at fremstille i et laboratorium. Den bedrift indbragte en Nobelpris. Og selvom forskere rundt om i verden er i fuld gang med at udforske den nye kvantetilstand, er der stadig meget, vi ikke forstår.

– Vores generelle forståelse af de her ekstreme fysiske systemer er mangelfuld. Vi mangler matematiske redskaber til at analysere kondensaterne med for bedre at forstå dem og dermed muligvis praktisk at kunne anvende dem bedre, siger Søren Fournais, matematikprofessor på Københavns Universitet og fortsætter:

– Den matematiske udfordring er, at du har rigtig, rigtig mange partikler, der vekselvirker med hinanden, og at korrelationerne mellem partiklerne er afgørende for, hvordan de opfører sig. Ligningerne er skrevet ned for længst, men man kan ikke bare løse dem. Det, vi vil arbejde målrettet på de næste år, er at forstå løsningerne.

Søren Fournais, som er en af verdens førende forskere i kvantemekaniske ligninger, har allerede brugt 10 år af sin karriere på at bryde sin hjerne med Bose-Einstein-kondensaternes forunderlige natur. Nu har han dedikeret de næste fem år til at komme tættere på de komplekse matematiske svar på fænomenet. Til formålet har Det Europæiske Forskningsråd givet ham 15 millioner kroner gennem en af de yderst prestigefyldte ERC Advanced-bevillinger.

Et atom man kan se med det blotte øje

Kvantemekanik foregår i atomernes mikroverden, og de kvantemekaniske virkninger er normalt så små, at vi ikke oplever dem i vores hverdag. Det virkelig fascinerende ved et Bose-Einstein-kondensat er, at fordi det er sat sammen af massevis af atomer, er det så stort et objekt, at man næsten kan se det med det blotte øje. Og det gør det ideelt til at gøre os klogere på kvantemekanik og til at lave eksperimenter i en stor nok skala til, man rent faktisk kan se dem.

Forskere verden over arbejder på at udnytte Bose-Einstein-kondensaternes kvanteegenskaber på forskellige måder. I 2022 byggede hollandske forskere en atomlaser baseret på et Bose-Einstein-kondensat. Den danske Harvard-professor Lene Hau har demonstreret, at hun kan standse lyset ved hjælp af et Bose-Einstein-kondensat. Og rundt om i verden bliver der arbejdet på at basere en kvantecomputer på de iskolde atomer. Men der er masser af bump på vejen, og kondensaterne bruges stadig kun på grundforskningsniveau.

Ifølge Søren Fournais findes de manglende svar i ligningerne – i al fald de teoretiske svar:
– Det smukke og fascinerende ved matematisk fysik er, at vi kan skrive naturens love ned i relativt simple ligninger på et stykke papir. Og de ligninger indeholder utrolig meget information – ja, faktisk alle svarene. Men hvordan trækker vi den information ud, der fortæller os det, vi vil vide om de her vilde fysiske systemer? Det er en kæmpe udfordring, men det er muligt, siger Søren Fournais.

Den helt store drøm

Ligesom den faseovergang, der sker, når vand fryser til is, er Bose-Einstein-kondensering, hvor atomerne overgår til kvantetilstand, en faseovergang. Og det er denne fysiske forvandling, som Søren Fournais drømmer om at finde det matematiske svar på.

– Min helt store drøm er matematisk at bevise den faseovergang, som Bose-Einstein-kondensering er.Men det at vise faseovergang er notorisk ekstremt svært, fordi man går fra, at partiklerne bevæger sig tilfældigt rundt, til at de sætter sig fast. Symmetrien brydes dermed. Det er meget svært at se, hvorfor partiklerne gør det, og præcis hvornår det vil ske. Derfor er der indtil nu kun ét fysisk system, hvor det er lykkedes at sige noget matematisk om den her faseovergang. Jeg tror det er urealistisk at løse den opgave på fem år, men jeg håber, at vi med projektet kommer tættere på, end vi er i dag. Og så har vi en masse delmål, vi håber at nå på vejen, lyder det fra Søren Fournais.

De seneste 5-10 år har han stået bag et par af de største gennembrud i verden, når det gælder matematisk forståelse af Bose-Einstein-kondensater. Han har bl.a. bevist formlen for grundtilstands-energien af et Bose-Einstein-kondensat – et spørgsmål, der stod ubesvaret hen siden cirka 1960.

Tavle, kridt og kaffe

Men hvordan griber en af Europas bedste matematikere sådan en opgave an? Det foregår i hvert fald ikke foran computeren, slår Søren Fournais fast:

– En computer kan lave en numerisk udregning for 10 eller 20 partikler, men ikke for en million. Så computeren er ikke et nyttigt redskab for os. Det er i stedet et spørgsmål om meget kaffe, gode idéer og hårdt arbejde med tavle og kridt, lyder det fra forskeren, som slutter:

– En typisk uge begynder med, at man har nogle nye gode idéer fra weekenden, som man gerne vil forfølge, og så arbejder man hårdt mandag, tirsdag og onsdag, så ser det ud til, at det virker, torsdag finder man ud af, at det ikke virker alligevel. Men så er man blevet klogere, og så er næste runde idéer til ugen efter måske lidt mere efterprøvede. Og så på et eller andet tidspunkt falder det hele på plads.

Skrevet i: Aktuelt, Design & udvikling

Seneste nyt fra redaktionen

Danisense lancerer ”Online Calibration Portal” for at tilbyde varemærkeagnostisk kalibreringsservices af strømtransducere

PowerTest & mål11. 05. 2025

Som modsvar på feedback fra kunder og brugere af strømtransducere med de udfordringer, der ligger i blandt andet den administrative kompleksitet, lange lead-times og høje omkostninger ved kalibrering, tilbyder Danisense, førende inden for højpræcise strømsensor-/transducere til krævende

Topforskere får million-støtte fra Villum Fonden

AktueltDesign & udvikling11. 05. 2025

Villum Fonden har netop uddelt i alt 317 millioner kroner til 11 fremragende forskere på danske universiteter. Forskerne har alle markeret sig internationalt med banebrydende forskning og visionære ideer, og nu får de mulighed for at forfølge deres forskning med et solidt og langsigtet økonomisk

International Drone Show sætter fokus på forsvar, energi og luftmobilitet

EventsTop11. 05. 2025

International Drone Show, Nordeuropas største event for UAS og C-UAS, vender tilbage til HCA Airport i Odense d. 18.-19. juni. I år er der særligt fokus på droneteknologi inden for forsvar, energi, integreret luftrum og avanceret luftmobilitet. Når International Drone Show løber af stablen i

Danmark foran på det digitale område – offentlige apps overhaler sociale medier

AktueltWireless & data11. 05. 2025

Danmark er blandt de mest digitaliserede lande i Europa, og nu giver vi også naboerne i Sverige og Holland baghjul, når det kommer til brugen af offentlige digitale apps. Det viser Nordeuropas største studie om vores digitale liv – Mobile App Trends Report 2025 – hvor den dansk-svensk-hollandske

Laura A. Smoliar udnævnt til administrerende direktør for Quantum Denmark

Branchenyt10. 05. 2025

Laura A. Smoliar udnævnt til administrerende direktør for Quantum Denmark, hvilket styrker Danmarks position inden for kvanteteknologi. Quantum Denmark er en central søjle i den danske nationale strategi for kvanteteknologi og blev etableret gennem en fælles ansøgning fra NATO DIANA-Q-partnerne på

Ny profil skal styrke TP-Links B2B-sats inden for videoovervågning

Branchenyt10. 05. 2025

TP-Link, der er en førende udbyder af netværksenheder, netværkstilbehør og smart home-produkter, udvider nu tilstedeværelsen i Norden, hvor Rickard Hohenthal tiltræder som Business Development Manager Nordics. Fremadrettet får Rickard Hohenthal ansvar for at opbygge og udrulle TP-Links B2B-brand

AI og kritisk infrastruktur i fokus på Technomania i Messecenter Herning

Events09. 05. 2025

Årets Technomania tapper ind i den usikre verdenssituation, hvor Danmark og Europa i højere grad skal udvikle egne teknologiske løsninger, og hvor beskyttelsen af vores kritiske infrastruktur står højt på den politiske dagsorden. - Danmark har et stort vækstlag af dygtige virksomheder og

Mouser Electronics New Product Insider: Over 8.000 nye komponenter tilføjet i 1. del af 2025

BranchenytKomponenter & konnektorer09. 05. 2025

I 1. kvartal af 2025 lancerede Mouser mere end 8.000 nye partnumre til levering direkte fra lager. Blandt de produkter, som Mouser introducerede fra januar og gennem marts 2025, finder man: For at se flere New Product Insider highlights, besøg: https://info.mouser.com/new_products/.For flere

Gate-driver optokobler øger sikkerhed ved switching af SiC MOSFETs

Komponenter & konnektorerPower09. 05. 2025

Toshiba Electronics Europe GmbH lancerer en gate-driver optokobler, der egner sig til at styre siliciumcarbid (SiC) MOSFETs i industrielt udstyr som industrielle invertere, UPS’er (uninterruptible power supplies) og solcellepanel (PV) invertere, der alle kan opleve hårde termiske miljøer. TLP5814H

Telenor henter ny erhvervsdirektør med stærk it- og ledelsesbaggrund

Branchenyt09. 05. 2025

Telenor Danmark har ansat Rasmus Rimhoff som ny direktør for Telenor Erhverv. Rimhoff tiltræder den 6. maj og får ansvar for at styrke Telenors position på det danske erhvervsmarked. Rasmus Rimhoff kommer fra en stilling som Senior Vice President for Software, Cloud & Service i Atea A/S, hvor

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

 
 
 
 
Aktuel Elektronik - underleverandøroversigt
Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser… Læs mere her

/Nyheder

  • Avnet Silica

    ROBOTIC SEMINAR 21+22 of May 2025 Online

  • Mouser Electronics

    The Latest News from Mouser Electronics

  • Power Technic ApS

    Fem kanals udgangs LED-dæmper

  • InnoFour

    Sigma Connectivity creates world’s most compact EX, 5G smart devices using Siemens EDA Xpedition

  • RODAN Technologies A/S

    RODAN Technologies tildeles Experians RKI Diplom for Højeste Kreditvurdering i Danmark

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Shipping Wide Selection of Smart, Connected and Secure Embedded Control Solutions from Microchip Technology

  • Mouser Electronics

    Mouser Delivers Expert Perspectives on Robotics, AI and ML in New eBook from Analog Devices and Samtec

  • Power Technic ApS

    CSP 3000W Strømforsyning til UV udstyr

  • InnoFour

    Customer story: Improved product quality using HyperLynx PI

  • Mouser Electronics

    Mouser Explores Smart Tech in Farming with Agriculture Resource Hub

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Danisense lancerer ”Online Calibration Portal” for at tilbyde varemærkeagnostisk kalibreringsservices af strømtransducere

    11.05.2025

  • Topforskere får million-støtte fra Villum Fonden

    11.05.2025

  • International Drone Show sætter fokus på forsvar, energi og luftmobilitet

    11.05.2025

  • Danmark foran på det digitale område – offentlige apps overhaler sociale medier

    11.05.2025

  • Laura A. Smoliar udnævnt til administrerende direktør for Quantum Denmark

    10.05.2025

  • Ny profil skal styrke TP-Links B2B-sats inden for videoovervågning

    10.05.2025

  • AI og kritisk infrastruktur i fokus på Technomania i Messecenter Herning

    09.05.2025

  • Mouser Electronics New Product Insider: Over 8.000 nye komponenter tilføjet i 1. del af 2025

    09.05.2025

  • Gate-driver optokobler øger sikkerhed ved switching af SiC MOSFETs

    09.05.2025

  • Telenor henter ny erhvervsdirektør med stærk it- og ledelsesbaggrund

    09.05.2025

Alle nyheder ›

Læs Aktuel Elektronik

Aktuel Elektronik avisforside

Annoncér i Aktuel Elektronik

Medieinformation

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik