• 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

STMicroelectronics’ multiplikatorfri PFC-controller til pris- og energifølsomme applikationer

Komponenter & konnektorerPower19. 06. 2026

STMicroelectronics' L6462A transition-mode (TM) PFC-controller reducerer BOM’en og forbedrer effektiviteten, hvilket gør det muligt for forbrugerprodukter og strømforsyninger op til 250W at opfylde strenge miljøvenlige designnormer. L6462A bruger en kurveformsgenerator til at producere en

HIN lancerer ny generation af manuel PCB-depaneling fra Piergiacomi

Produktion19. 06. 2026

Piergiacomi DPF-300EVO er udviklet til skånsom og fleksibel separation af printkort i mindre og mellemstore produktionsserier, hvor behovet for kvalitet og hurtige omstillinger er højt – men hvor investering i en fuldautomatisk router ikke nødvendigvis giver mening. Den nye EVO-version byder

Konfigurer, kombiner og tilpas med Sick Nova og Visionary‑T Mini

IoT & embeddedWireless & data19. 06. 2026

Sicks kompakte 3D‑snapshot-kamera, Visionary‑T Mini med Sick Nova-integration tilbyder med sin enkle betjening og høje datakvalitet en løsning til stort set alle behov inden for 3D Machine Vision. Takket være den fremtidsorienterede 3D time‑of‑flight‑teknologi leverer hver enkelt pixel præcise

Betydelig vækst i datacentre øger efterspørgslen efter energieffektive løsninger

PowerWireless & data19. 06. 2026

Den kraftige vækst skaber et øget behov for løsninger, der kan understøtte en effektiv drift af fremtidens datacentre. Her spiller energieffektive pumpesystemer og intelligente styringsløsninger en stadig vigtigere rolle, fordi selv mindre optimeringer kan have stor betydning i anlæg med et højt

Ny AI-platform giver danske virksomheder kraftig AI på dansk jord

AktueltWireless & data19. 06. 2026

I flere år har danske virksomheder stået med et svært valg, når de ville implementere generativ AI i forretningen. Enten gik de på kompromis med ydeevnen, eller også accepterede de, at forretningskritiske data forlod landet og blev behandlet hos udenlandske cloud- og AI-udbydere. Med lanceringen

3D FeRAM i 22nm node baner vejen for hurtigere og mere energieffektiv edge AI

AktueltDesign & udvikling19. 06. 2026

Franske CEA-Leti har på VLSI konferencen i Honolulu medio juni demonstreret noget af et gennembrud for ferroelektrisk RAM (FeRAM) hukommelser ved at anvende en 3D kondensator arkitektur i en 22 nm proces. Det baner vejen for en hurtigere og mere energieffektiv kunstig intelligens (AI) i edgen. Ved

AAU og SDU vil sammen styrke innovation og digital suverænitet

BranchenytDesign & udviklingTop19. 06. 2026

Aalborg Universitet og Syddansk Universitet vil udvikle en fælles digital platform, der skal styrke innovationen og gøre vejen fra forskning til virksomhed både kortere og enklere. Med projektet “SPINS; Spinout platform for innovation and European sovereignty ” vil de to universiteter samle centrale

Toshiba lancerer komplementær 30V dual-MOSFET

Komponenter & konnektorer17. 06. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH lancerer nu SSM6L826R, en ny 30 V dual-MOSFET, der samler både N- og P-kanal MOSFETs i én samlet pakke. Produktet er oplagt til applikationer som enfasede BLDC-motorstyringer (børsteløse DC), motorstyringer til konventionelle DC-motorer samt belastnings-switche til

XpressConnect PCIe 6.0 og CXL 3.1 re-timere fra Microchip

Komponenter & konnektorer17. 06. 2026

Med stadigt større AI-arbejdsbelastninger bliver designere af datacentre i stigende grad begrænset med hensyn til signalernes rækkevidde og latency, hvorved værdifulde memory-ressourcer i store GPU-clusters kan forblive uudnyttede. Udfordringerne forstærkes af de højere interconnect-hastigheder. Ved

KMD melder sig ind i Dansk Industri

Branchenyt17. 06. 2026

Med en ny strategi har KMD sat en klar retning. KMD skal fortsat være en stærk leverandør af kritiske it-løsninger til sine kunder, men samtidig i højere grad også være en strategisk partner, der bidrager med indsigt, rådgivning og løsninger på nogle af de største udfordringer, som kunder 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

  • 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

  • HIN A/S

    Industriudsugning handler ikke længere kun om at fjerne røg

  • Microchip Technology Inc.

    Registration Now Open for Microchip’s European MASTERs Conference

  • Mouser Electronics

    Mouser Receives Top Distribution Awards from Vishay Intertechnology for Fifth Consecutive Year

  • Mouser Electronics

    Mouser Named 2025 High Service Distributor of the Year for Fourth Time by Hirose Electric

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • STMicroelectronics’ multiplikatorfri PFC-controller til pris- og energifølsomme applikationer

    19.06.2026

  • HIN lancerer ny generation af manuel PCB-depaneling fra Piergiacomi

    19.06.2026

  • Konfigurer, kombiner og tilpas med Sick Nova og Visionary‑T Mini

    19.06.2026

  • Betydelig vækst i datacentre øger efterspørgslen efter energieffektive løsninger

    19.06.2026

  • Ny AI-platform giver danske virksomheder kraftig AI på dansk jord

    19.06.2026

  • 3D FeRAM i 22nm node baner vejen for hurtigere og mere energieffektiv edge AI

    19.06.2026

  • AAU og SDU vil sammen styrke innovation og digital suverænitet

    19.06.2026

  • Toshiba lancerer komplementær 30V dual-MOSFET

    17.06.2026

  • XpressConnect PCIe 6.0 og CXL 3.1 re-timere fra Microchip

    17.06.2026

  • KMD melder sig ind i Dansk Industri

    17.06.2026

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