• 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

GN i partnerskab med Mikrodust om næste generation af enterprise-testsystemer

BranchenytTest & mål05. 11. 2025

Mikrodust og GN har udviklet en forbedret version af AtoMik test- og måleplatformen, der tilbyder udvidet funktionalitet designet til at opfylde de høje standarder og behov for masseproduktion af elektronik. Ved at integrere hjertet af AtoMik i GN's økosystem af software og eksisterende mekaniske

Grinn SBC giver sofistikerede, embedded AI-systemer på måneder – ikke år

IoT & embedded05. 11. 2025

Polske Grinns nye GenioBoard er en fuldt udstyret SBC i en standard 87 mm x 56 mm formfaktor, der leverer alle de kommunikations-, grafik- og strømgrænseflader, der er nødvendige for at få adgang til funktionerne i Grinn GenioSOM-700 eller Grinn GenioSOM-510 system-on-module (SOM'er). Disse

Robotter med AI-øjne giver brugt elektronik nyt liv på Teknologisk Institut

AktueltDesign & udviklingProduktion05. 11. 2025

Vi bliver flere og flere, som både producerer og forbruger elektronik. Men alt for meget af det, vi kasserer, kunne faktisk have fået nyt liv. Ifølge FN's seneste rapport "The Global E-waste Monitor 2024" producerede verden hele 62 millioner tons elektronikaffald i 2022 – en udvikling der, ifølge

Den første LEGO Chair er fundet til SDU Vejle

Branchenyt05. 11. 2025

Med ansættelsen af Davide Taibi som den ene af to LEGO Chair centerledere til Syddansk Universitets kommende campus i Vejle bliver der sat en tydelig forskningsmæssig retning for det nye forsknings- og uddannelsesmiljø. Den 1. november starter professor Davide Taibi på SDU Vejle. Den

Koda sagsøger den amerikanske tech-virksomhed Suno for at stjæle danske kunstneres musik

Wireless & data05. 11. 2025

Med få klik og simple prompts kan den amerikanske AI-musiktjeneste Suno generere fulde musiknumre, der lyder som den musik, de fleste af os allerede kender. Men det kan kun lade sig gøre, fordi Suno helt bevidst og uden hverken tilladelse eller betaling har udnyttet og kopieret danske kunstneres

Vækst i salg af halvledere fortsætter i september og nu er Europa igen godt med

AktueltBranchenytProduktion05. 11. 2025

Brancheorganisationen, Semiconductor Industry Association (SIA), annoncerer, at det globale halvledersalg var på 208,4 milliarder dollars i tredje kvartal af 2025, en stigning på 15,8 % sammenlignet med 2. kvartal. Det globale salg var på 69,5 milliarder dollars i september 2025, en stigning på 25,1

FrontMedia ApS køber TechMedia A/S

BranchenytTop05. 11. 2025

Annoncesalgsbureauet FrontMedia ApS, med 60 stærke mediebrands, har pr. 6. oktober 2025 købt fagbladsforlaget TechMedia A/S, der udgiver 13 tekniske fagblade samt 10 digitale nyhedsbreve til en række forskellige brancher som elektronik-, fødevare-, HVAC-, kemi-, el & energi-, plast-, maskin-,

Højfrekvens-konnektor til antennekabler

Komponenter & konnektorer03. 11. 2025

Würth Elektronik introducerer yderligere koaksialkonnektorer til 50Ω-kabler med typer til 1,13mm, 1,32mm og 1,37 mm. Han- og hunstik – egnet til brug i udstyr som trådløse kommunikationsprodukter, GPS-systemer og IoT-produkter – har forgyldte kontakter og har alle gennemgået en 48-timers

Powell Electronics leverer nu Amphenols bredt anvendelige konnektorer i 97-serien

Komponenter & konnektorer03. 11. 2025

Powell Electronics, der er leverandør af konnektorer og flere andre komponenttyper til hi-rel applikationer til forsvars-, aerospace- og industriformål, lagerfører nu de prisoptimerede og bredt anvendelige konnektorer i Amphenol Industrials 97-serie. Konnektorerne er en del af den anerkendte

Integrerede GaN flyback-konvertere forenkler designet og dæmper hørbar støj

Komponenter & konnektorerPower03. 11. 2025

STMicroelectronics introducerer en serie GaN flyback-konvertere, der forenkler design og konstruktion af kompakte, effektive USB-PD-opladere, hurtige batteriopladere og hjælpestrømforsyninger. Konverterne håndterer reducerede belastninger med en proprietær teknik, der sikrer, at strømforsyninger og

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Technology Unveils Model Context Protocol (MCP) Server to Power AI-Driven Product Data Access

  • Mouser Electronics

    Mouser Expands Wearable Electronics Portfolio with Compact, Low-Power, and High-Performance Components

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Appoints Martina Drimala as Vice President of EMEA Customer Service

  • InnoFour

    Discover Siemens Xcelerator Solutions

  • ACTEC A/S

    ACTEC deltager på Digital Tech Summit 2025

  • Microchip Technology Inc.

    New Radiation-Tolerant, High-Reliability Communication Interface Solution for Space Applications

  • Rohde & Schwarz Danmark A/S

    Last chance to register for our free seminar in Hørsholm 13/11-2025

  • Elektronikmessen

    Elektronikmessen 2026: Her er de første temaer på tegnebrættet

  • InnoFour

    PCBflow: Cloud-Based DFM for PCB Manufacturing Readiness

  • Mouser Electronics

    The Latest News from Mouser Electronics

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • GN i partnerskab med Mikrodust om næste generation af enterprise-testsystemer

    05.11.2025

  • Grinn SBC giver sofistikerede, embedded AI-systemer på måneder – ikke år

    05.11.2025

  • Robotter med AI-øjne giver brugt elektronik nyt liv på Teknologisk Institut

    05.11.2025

  • Den første LEGO Chair er fundet til SDU Vejle

    05.11.2025

  • Koda sagsøger den amerikanske tech-virksomhed Suno for at stjæle danske kunstneres musik

    05.11.2025

  • Vækst i salg af halvledere fortsætter i september og nu er Europa igen godt med

    05.11.2025

  • FrontMedia ApS køber TechMedia A/S

    05.11.2025

  • Højfrekvens-konnektor til antennekabler

    03.11.2025

  • Powell Electronics leverer nu Amphenols bredt anvendelige konnektorer i 97-serien

    03.11.2025

  • Integrerede GaN flyback-konvertere forenkler designet og dæmper hørbar støj

    03.11.2025

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