• 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

Design & udviklingTop02. 04. 2024 | Rolf Sylvester-Hvid

På Sydpolen jagter KU-forskere beviser for kvantetyngdekraft

Design & udviklingTop02. 04. 2024 By Rolf Sylvester-Hvid

Et storstilet eksperiment i Antarktis med deltagelse fra Københavns Universitet leder efter svar på, om der også findes tyngdekraft på kvanteniveau. En sær partikel, som rejser upåvirket gennem verdensrummet, skal give forskerne svaret.

IceCube-detektorerne er begravet mellem 1,5 og 2,5 kilometer under isen på Sydpolen. Det eneste synlige udstyr er IceCube Lab, også kaldet ICL, som er vært for de computere, der indsamler data fra de over 5.000 lyssensorer i isen. Illustration: IceCube Collaboration/NSF IceCube Collaboration/NSF

Flere tusinde sensorer fordelt over en kvadratkilometer i isen tæt ved Sydpolen skal give svaret på et af fysikkens store spørgsmål: Findes der tyngdekraft i den atomare verden? Sensorerne registrerer såkaldte neutrinoer, som er partikler uden elektrisk ladning og næsten uden masse, som kommer til Jorden fra rummet. Et forskerhold fra Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, har været med til at udvikle den metode, der skal benytte viden om neutrinoerne til at afklare, om kvante-tyngdekraft findes.

– Hvis der findes kvante-tyngdekraft, som vi tror, vil det være en af de brikker, som kan forene de to sider af fysikken. I dag bruger vi den klassiske fysik til at beskrive fænomener som tyngdekraft i vores omgivelser, men kvantemekanik, når der er tale om den atomare verden. Det vil være smukt, hvis de to sider af fysikken kan forenes til én stor, sammenhængende teori, siger adjunkt Tom Stuttard fra Niels Bohr Institutet.

Tom Stuttard er medforfatter til en forskningsartikel, som offentliggøres i dag i det ansete tidsskrift Nature Physics. Artiklen beskriver et storstilet projekt, hvor NBI-holdet og amerikanske forskere har studeret flere end 300.000 neutrinoer. Der er dog ikke tale om de virkelig interessante neutrinoer, som kommer fra det ydre rum. Neutrinoerne i projektet er dannet i Jordens atmosfære. Dannelse af neutrinoer i atmosfæren sker, når partikler med høj energi fra rummet kolliderer med kvælstof eller andre molekyler.

– Fordelen ved at se på neutrinoer dannet i Jordens atmosfære er, at der er langt flere af dem. Vi havde brug for data fra mange neutrinoer til at vise, at vores metode fungerer. Det har vi vist nu. Dermed er vi klar til næste fase, som er at se på neutrinoer, der har rejst lang vej fra fjerne kilder i rummet, siger Tom Stuttard.

Rejser uforstyrret tværs gennem Jorden

IceCube Neutrino Observatoriet er anlagt ved siden af forskningsstationen Amundsen-Scott South Pole Station i Antarktis. De fleste astronomiske og astrofysiske observatorier er naturligvis bedst til at studere himmelrummet over dem. Men for IceCube er det lige modsat: observatoriet er bedst til at studere himlen over den modsatte side af Jorden, altså den nordlige side. Det skyldes, at mens neutrinoen ubesværet rejser gennem vores planet – endda også gennem den varme, kompakte kerne – så bliver de fleste andre partikler stoppet. Dermed er signalet meget rent for de neutrinoer, der kommer fra den nordlige side af Jorden.

IceCube observatoriet køres af University of Wisconsin-Madison, USA. Flere end 300 forskere fra hele verden deltager i det videnskabelige samarbejde. Københavns Universitet er et af flere end 50 universiteter, som har et IceCube center for neutrino-studier.

Fordi neutrinoen ikke har elektrisk ladning og næsten ingen masse, bliver den hverken påvirket af elektromagnetisme eller af de stærke kernekræfter: den bevarer sin grundtilstand selv efter milliarder af lysårs rejse gennem rummet.

Det centrale spørgsmål er, om neutrinoens egenskaber virkelig er fuldstændigt uændrede efter rejse over lang afstand, eller om det trods alt er muligt at registrere ganske små forandringer.

– Hvis neutrinoens tilstand forandrer sig næsten umærkeligt på den måde, som vores hypotese siger, så vil det være den første stærke indikation på, at kvante-tyngdekraft findes, siger Tom Stuttard.

Neutrinoens tre nuancer

Det kræver baggrundsinformation at forstå, hvilke forandringer i neutrinoens egenskaber, som forskerholdet er på udkig efter. Vi kalder neutrinoen en partikel, men i virkeligheden består den af tre samtidigt producerede partikler. Dette kaldes i kvantemekanikken for superposition. Neutrinoen kan have tre grundlæggende konfigurationer. Fysikerne taler om, at neutrinoen har tre forskellige ”smage” (flavors), elektron, muon og tau. Hvilken af disse konfigurationer, som observeres, skifter under neutrinoens rejse – et besynderligt fænomen, som kaldes neutrino-oscillation. Denne kvanteopførsel består over tusindvis af kilometers rejse. Dette kaldes kvantekohærens.

– I de fleste eksperimenter bliver kohærensen hurtigt brudt, men det skyldes formentlig ikke kvante-tyngdekraft. Det er simpelthen bare ekstremt svært at skabe perfekte forhold kunstigt. For eksempel vil man gerne køre sine eksperimenter i vakuum, men i praksis lykkes det stort set altid for nogle få molekyler at slippe ind. Men neutrinoen bliver simpelthen ikke påvirket af stof i omgivelserne. Derfor ved vi, at brud på kohærensen ikke er forårsaget af menneskeskabte problemer med forsøgsopstillingen, forklarer Tom Stuttard.

Mange kolleger var skeptiske

På spørgsmålet, om resultaterne af det studie, der er offentliggjort i Nature Physics, er som forventet, svarer forskeren:

– Vi befinder os i en sjælden kategori af forskningsprojekter. Nemlig eksperimenter, hvor der ikke findes nogen etableret teori. Derfor vidste vi simpelthen ikke, hvad vi skulle forvente. Imidlertid vidste vi, at vi kunne lede efter nogle af de generelle egenskaber, som vi kunne forvente, at en kvanteteori for tyngdekraft ville have. Ganske vist havde vi håbet på at se forandringer, der kunne tyde på effekten af kvante-tyngdekraft, men det faktum, at vi ikke så nogen forandringer, udelukker på ingen måde, at de eksisterer. Når en atmosfærisk neutrino detekteres på Antarktis, har den typisk rejst gennem Jorden. Det vil sige en rejse på ca. 12.700 km, hvilket er meget kort sammenlignet med de neutrinoer, der er rejst hertil fra de ydre rum. Tilsyneladende er det nødvendigt med meget større afstand for at opnå en målbar effekt af kvante-tyngdekraften, hvis den altså findes, siger Tom Stuttard. Han tilføjer, at det vigtigste formål med studiet var at vise, at holdets metode virker:

– I årevis har mange fysikere tvivlet på, at det nogensinde ville være muligt at teste kvante-tyngdekraft. Vores analyse viser, at det faktisk er muligt. Og med fremtidige målinger af astrofysiske neutrinoer samt udvikling af mere nøjagtige detektorer i løbet af det kommende årti håber vi, at vi endelig bliver i stand til at besvare dette grundlæggende spørgsmål.

Den videnskabelige artikel “Searching for Decoherence form Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory” offentliggøres i dag i Nature Physics.

Læs mere på IceCubes hjemmeside: https://icecube.wisc.edu/

Kontakt Tom Stuttard, Københavns Universitet, thomas.stuttard@nbi.ku.dk

Skrevet i: Design & udvikling, Top

Seneste nyt fra redaktionen

IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2026 Call for Papers

Design & udviklingEvents24. 06. 2026

Det 72. årlige IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) har udsendt sin Call for Papers, der efterspørger originalt innovativt arbejde fra halvlederindustriens førende forskere inden for alle områder af mikroelektronikteknologi, med temaet "Komponenter i hjertet af

Toshiba udbygger portefølje af standard digitale isolatorer

Komponenter & konnektorer24. 06. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH lancerer to quad-channel, medium-speed, kompakte low-power standard digitale isolatorer til industrielt udstyr og forbrugerelektronik. Den nye DCL341x0B-serie supporterer pålidelig drift med en høj common-mode transientimmunitet (CMTI) på 30 kV/μs (min.) og middelhøj

ESET-analyse: De fleste virksomheder bliver ramt af cyberangreb men føler sig alligevel sikre

Wireless & data24. 06. 2026

Hver anden danske virksomhed har oplevet en cybersikkerhedshændelse det seneste år, men samtidig har flertallet tillid til deres sikkerhedsniveau. Det viser en ny undersøgelse fra ESET, der peger på et spænd mellem oplevet tryghed og det reelle trusselniveau, som virksomhederne står

Priseffektiv switchet regulator uden kompromiser

Power24. 06. 2026

Recom lancerer sin omkostningseffektive ROF-78K-0.5-serie af non-isolerede, switched regulatorer til en indgangsspænding på 4,5-36 VDC og faste udgangsspændinger på 3,3V, 5V, 6,5V, 9V, 12V, 15V eller 24VDC, alle med en nominel strøm på 0,5 A. Effektiviteten topper ved 95%, og alle dele kan

Stærkt hold vil udvikle forsvarsdroner med støtte fra Odense Robotics

AktueltBranchenytDesign & udvikling24. 06. 2026

Med en tidligere dansk frømand, en serieiværksætter og en ukrainsk advokat i spidsen rykker ny startup nu ind i inkubatoren til Odense Robotics StartUp Fund hos Teknologisk Institut. Målet er at modne og industrialisere robust, ukrainsk drone- og forsvarsteknologi til NATO-standarder fra dansk

180 millioner tildelt udvikling af dansk SPIN-CHIP teknologi

AktueltDesign & udvikling24. 06. 2026

Kunstig intelligens er blevet en motor i den digitale udvikling, men den voksende regnekraft har en pris. AI-systemer kræver enorme mængder energi, og behovet stiger i takt med, at teknologien finder vej til alt fra sundhedsvæsen og industri til vores mobiltelefoner. Nu investerer EU 23,8 mio.

EIFO finansierer dansk fragtdrone-startup

BranchenytDesign & udviklingTop24. 06. 2026

EIFOs ambition om at øge sine finansielle engagementer i forsvars- og sikkerhedsrelaterede virksomheder til 3 mia. kr. i 2030 bidrager nu til finansiering af den københavnske deep tech-startup Acodyne. Den københavnske startup udvikler ubemandede fragtdroner til kritiske logistikmissioner indenfor

Force Technology: Nyt udtryk, større tilgængelighed, samme faglighed

AktueltBranchenytDesign & udviklingTest & mål22. 06. 2026

Force Technology har trykket refresh på det digitale ansigt udadtil med et nyt website og en ny visuel identitet. Samtidig introducerer vi payoffet Derisking Tomorrow, som sætter ord på vores rolle: at hjælpe virksomheder med at navigere i teknologiske muligheder og reducere

Hvordan kommer et grønt og bæredygtig Europa videre?

AktueltPower22. 06. 2026

Førende forskere og virksomheder inden for Power-to-X mødes i Aarhus i næste uge for at diskutere de teknologier, der skal mindske afhængigheden af fossile ressourcer og styrke den grønne omstilling. Det handler ikke kun om at bygge flere vindmøller og solceller, når vi snakker den grønne

Terma sender suveræn intelligens i kredsløb

Design & udviklingTop22. 06. 2026

Terma løfter AI til nye højder med sin centrale rolle i BIFROST-satellitmissionen, et fælles initiativ mellem danske og svenske virksomheder med Forsvarets Indkøbs- og Logistikstyrelse (DALO) og Forsvarets Materielverk (FMV). Til missionen har Terma konstrueret den indbyggede AI-løsning fra

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Mouser Electronics

    EDAC Group Honours Mouser Electronics with Second Consecutive Distributor of the Year Award

  • InnoFour

    Accelerate and Scale Early Validation with Polarion

  • HIN A/S

    Gratis webinarserie om IEC 61340-5-1 og ESD-compliance

  • InnoFour

    What’s new in HyperLynx 2604

  • InnoFour

    Progressive Verification: A practical and effective approach to PCB Design verification

  • ACTEC A/S

    Fra Panasonic Powerline til Energizer

  • Mouser Electronics

    Mouser Earns NEUTRIK America’s Top Awards for Distribution and Revenue Performance

  • ODU Denmark

    Strømlinet test-setup og stabile forbindelser

  • InnoFour

    Xpedition Creepage Shift Left: Strengthen safety and reliability through early validation

  • Mouser Electronics

    Authorised Distributor Mouser Electronics Offers Engineers the Latest in AI and Edge Technologies from Altera

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2026 Call for Papers

    24.06.2026

  • Toshiba udbygger portefølje af standard digitale isolatorer

    24.06.2026

  • ESET-analyse: De fleste virksomheder bliver ramt af cyberangreb men føler sig alligevel sikre

    24.06.2026

  • Priseffektiv switchet regulator uden kompromiser

    24.06.2026

  • Stærkt hold vil udvikle forsvarsdroner med støtte fra Odense Robotics

    24.06.2026

  • 180 millioner tildelt udvikling af dansk SPIN-CHIP teknologi

    24.06.2026

  • EIFO finansierer dansk fragtdrone-startup

    24.06.2026

  • Force Technology: Nyt udtryk, større tilgængelighed, samme faglighed

    22.06.2026

  • Hvordan kommer et grønt og bæredygtig Europa videre?

    22.06.2026

  • Terma sender suveræn intelligens i kredsløb

    22.06.2026

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