• 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

1 ud af 6 AI-prompts sætter virksomheders data på spil

Wireless & data30. 03. 2026

Check Point Research, som er en del af Check Point Software Technologies, har netop udgivet sin AI Threat Landscape-rapport. Den bygger på data fra januar og februar 2026 og indeholder tal fra virksomheder i 41 lande, herunder Danmark. Analysen viser, at hver sjette prompt indeholder potentielt

Højt integreret 24‑kanals mixed‑signal IC til luftfarts- og forsvars-styringssystemer

IoT & embedded30. 03. 2026

Microchip Technology lancerer LX4580, en 24‑kanals mixed‑signal IC designet til strømlining af højpålidelige styringssystemer til luftfarts- og forsvarsapplikationer. LX4580 er en højt integreret IC, der erstatter multiple diskrete komponenter med én enkelt komponent, der supporterer synkroniseret

Kompakte og robuste automotive MOSFETs med loddebare flanker

Komponenter & konnektorerPower30. 03. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH (“Toshiba”) lancerer fem nye MOSFET-produkter primært tiltænkt de automotive sektor, hvor designet er en kombination af pladsbesparende fordele og nem montage. N-kanal typerne (XSM6K361NW, XSM6K519NW, XSM6K376NW og XSM6K336NW) og P-kanal typen (XSM6J372NW) af MOSFETs

Industrivirksomheder vil mere end fordoble automatisering af centrale processer inden 2030

BranchenytProduktion30. 03. 2026

Automatiseringen i industrien forventes at stige markant frem mod 2030. Ifølge PwC’s nye undersøgelse ”Global Industrial Manufacturing Sector Outlook” bliver andelen af industrivirksomheder med højt automatiserede processer mere end fordoblet fra 18 % i dag til 50 % i 2030. Undersøgelsen bygger

Aprilsnar? Den står Folketinget for i år

AktueltBranchenyt30. 03. 2026

I den af året, hvor der er godt knald på påskekyllinger her, der og alle steder, så må vi nok erkende, at vi i Danmark nu befinder os i en situation, hvor vi politisk bedst kan sammenlignes med en hovedløs høne. Det gør sådan set også det satiriske indspark, som 1. april uundgåeligt kræver i den

DTU Chipday 14. april

Design & udviklingEventsTop30. 03. 2026

Integreret kredsløbsdesign har været den vigtigste teknologiske drivkraft i mere end 50 år – og vil fortsat være det i årtier fremover. Danmark har etableret sig som en verdensklasseaktør inden for områder som lydbehandling, høreapparatteknologi, trådløs kommunikation og kvanteberegning, og flere

Refurbed og GoPro indgår eksklusivt samarbejde i Danmark

Branchenyt30. 03. 2026

Refurbed, som er Europas hurtigst voksende online markedsplads for istandsatte produkter, indgår nu et nyt samarbejde med GoPro, som er kendt for sine populære actionkameraer. Som en del af aftalen bliver udvalgte istandsatte GoPro-produkter fremover kun tilgængelige hos Refurbed i Danmark, Sverige

Recom træder ind i verdenen af diskret effektelektronik

Komponenter & konnektorerPower30. 03. 2026

Recom lancerer en ny serie af effekt-IC'er og SMD-transformere, der giver kunderne mulighed for at bygge deres egne diskrete DC/DC-isolerede strømforsyninger. Serien omfatter en fuldt integreret fuld bro-ensretter med smart udgangsspændingsbegrænsning, der optager mindre plads på kortet end fire

Phoenix Contact er aktiv på Hannover messen

AktueltEventsKomponenter & konnektorer30. 03. 2026

På årets Hannover-messe 20. – 24. april fokuserer Phoenix Contact på fire emner: Power Reliability, sikker automation, effektiv styretavlekonstruktion og integreret tilslutningsteknologi. Virksomheden vil for første gang udstille sine produkter og løsninger i automationshallen – hal 27 – på stand

DTU’s rektor til kommende regering: Undgå milliardtab – uddan flere ingeniører

BranchenytTop30. 03. 2026

Færre ingeniører er dyrt for samfundet. Sådan lyder én af hovedkonklusionerne i en ny rapport udarbejdet af HBS Economics for DTU. På DTU skal der frem mod 2035 uddannes 4.200 færre ingeniører. Sektordimensioneringen alene mindsker Danmarks BNP med op mod en halv milliard kroner årligt efter fuld

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Phoenix Contact A/S

    Smart Ethernet Box med forbedret outdoorhus og låseadapter

  • HIN A/S

    HIN viser rengøring, inspektion og procesudstyr på Elektronikmässan

  • InnoFour

    Discover the power of possibility at Future.Industry 2026 – Virtual Global Event 31 March

  • Mouser Electronics

    Authorised Distributor Mouser Electronics Offers Engineers the Latest in Secure Component Solutions from NXP Semiconductors

  • InnoFour

    Free live webinar April 16 on how to achieve Cyber Resilience Act Compliance

  • Mouser Electronics

    Now at Mouser: NXP Semiconductors’ IW610 Wi-Fi 6 Tri-Radio SoC Elevates Connectivity in IoT Applications

  • Eaton

    Eaton på El & Teknik 2026: Elektrificering stiller nye krav til elnet og industrielle løsninger

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Sponsors 2026 Global Create the Future Design Contest to Inspire Technological Innovation

  • Elektronikmessen

    Mød Simple ERP på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    The hidden complexity of modern power Electronics Design

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • 1 ud af 6 AI-prompts sætter virksomheders data på spil

    30.03.2026

  • Højt integreret 24‑kanals mixed‑signal IC til luftfarts- og forsvars-styringssystemer

    30.03.2026

  • Kompakte og robuste automotive MOSFETs med loddebare flanker

    30.03.2026

  • Industrivirksomheder vil mere end fordoble automatisering af centrale processer inden 2030

    30.03.2026

  • Aprilsnar? Den står Folketinget for i år

    30.03.2026

  • DTU Chipday 14. april

    30.03.2026

  • Refurbed og GoPro indgår eksklusivt samarbejde i Danmark

    30.03.2026

  • Recom træder ind i verdenen af diskret effektelektronik

    30.03.2026

  • Phoenix Contact er aktiv på Hannover messen

    30.03.2026

  • DTU’s rektor til kommende regering: Undgå milliardtab – uddan flere ingeniører

    30.03.2026

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