• 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

NATO udvider aftale med dansk softwarefirma om træning af soldater

Wireless & data09. 02. 2026

NATO og den danske softwarevirksomhed Systematic har underskrevet endnu en kontrakt, der udvider samarbejdet om træning af soldater og officerer i brugen af NATOs nye digitale kommandosystem til landoperationer, SitaWare Headquarters. Aftalen er en del af det igangværende DEMETER-projekt. Den

Ung forsker fra SDU skal sikre, at vi har kritiske råstoffer nok til den grønne omstilling

Design & udvikling09. 02. 2026

Den grønne omstillings teknologier er dybt afhængige af en række råstoffer som f.eks. kobolt, kobber, nikkel og litium. Som det er i dag, er ressourcerne i høj grad koncentreret omkring nogle få lande og regioner. Det gør forsyningen sårbar overfor bl.a. geopolitiske spændinger og betyder, at den

Anritsu opnår EN 18052:2025-certificering til hybrid eCall-evaluering

Test & mål09. 02. 2026

Anritsu Corp. annoncerer, at deres hybride eCall-evalueringsløsning, der inkluderer eCall-tester MX703330E, har opnået den første europæiske EN 18052:2025-certificering efter test foretaget af Cetecom Advanced, en førende virksomhed inden for certificering af elektronisk udstyr. Certificeringen

TDK launches µPOL-moduler, der kan stackes op til 200A til vertikal strømforsyning

Power09. 02. 2026

TDK Corporation har udvidet sin µPOL-familie af ikke-isolerede DC/DC-strømforsyninger med tilføjelsen af FS1525. Denne kun 3,82 mm høje point-of-load (PoL)-konverter leverer op til 25A og er konstrueret til at opfylde de krævende krav fra AI-servere, edge computing og datacentersystemer. Ved at

DI: Politisk aftale styrker små og mellemstore virksomheders cybersikkerhed

AktueltWireless & data09. 02. 2026

Regeringen og Folketingets partier har netop indgået en bred politisk aftale om en ny national cyberstrategi. Dansk Industri (DI) hilser aftalen velkommen og fremhæver især det længe ventede løft af cybersikkerheden hos små og mellemstore virksomheder. DI ser det samtidig som et vigtigt signal, at

Det globale salg af halvledere voksede med over 25 procent til næsten 792 mia. USD i 2025

BranchenytProduktionTop09. 02. 2026

Brancheorganisationen, Semiconductor Industry Association (SIA), annoncerer i deres seneste rapport, at det globale halvledersalg nåede 791,7 milliarder dollars i 2025, en stigning på 25,6 % sammenlignet med det samlede salg på 630,5 milliarder dollars i 2024. Desuden var det samlede salg i fjerde

Masser af innovative robotter i Hannover Messes Applikations Park, 20. – 24. april

AktueltEvents09. 02. 2026

De nyeste trends inden de mest innovative robotteknologier vil møde de besøgende i den såkaldte Application Park på den kommende Hannover Messe. Fokus vil være på AI-baserede systemer med interaktion med omgivelserne, autonome robotter til manipulationsopgaver samt humanoide robotter. Deres fordele

Nu kan man indstille sin robotløsning til DIRA Teknologiprisen 2026

Design & udviklingEvents06. 02. 2026

DIRA's Teknologipris 2026 sætter spot på de løsninger, som både er innovative, anvendelige og klar til markedet. Har man en ny teknologi, et softwareprodukt eller en komponent, der kan købes af danske kunder og gør en reel forskel i robot- og automationsbranchen, så er det nu, man skal på banen.

Flir C8 er næste generation af kompakte termiske lommekameraer

Test & mål06. 02. 2026

Flir C8 er et nyt ultrakompakt termisk lommekamera designet til at gøre inspektioner hurtigere, skarpere og mere pålidelige. Med en termisk opløsning på 320×240 pixel og Flirs egen MSX-teknologi, får man detaljerige billeder, der gør det nemt at identificere eventuelle temperaturrelaterede

Manglen på ingeniører og STEM-uddannede giver travlhed hos headhunterne

AktueltBranchenyt06. 02. 2026

Headhunterne er flittige til at opsøge ingeniører, it-specialister og naturvidenskabelige kandidater. I løbet af de seneste seks måneder er 48 pct. af IDA's privatansatte medlemmer blevet kontaktet af en headhunter eller anden virksomhed med et tilbud om at skifte job. Det viser en ny

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

    FPGA Forum 2026

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Technology and Hyundai Motor Group Collaborate to Explore 10BASE-T1S Single Pair Ethernet for Future Automotive Connectivity

  • HIN A/S

    Vil du arbejde i krydsfeltet mellem teknik, rådgivning og industri?

  • Elma Instruments A/S

    Flir C8 fra Elma er næste generation i kompakte termiske lommekameraer

  • Microchip Technology Inc.

    New Power Module Enhances AI Data Center Power Density and Efficiency

  • Microchip Technology Inc.

    PIC32CM PL10 MCUs Expand Microchip’s Arm® Cortex®-M0+ Portfolio

  • Eltraco Automation

    Inline vapor phase-maskine fra IBL åbner op for større volumen

  • ACTEC A/S

    Pålidelig energi til el-, vand-, gas- og varmefordelingsmålere

  • Rohde & Schwarz Danmark A/S

    Rohde & Schwarz invites the EMC community to the virtual DEMC 2026 conference.

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Expands maXTouch® M1 Touchscreen Controller Series for Broader Display Size Coverage

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • NATO udvider aftale med dansk softwarefirma om træning af soldater

    09.02.2026

  • Ung forsker fra SDU skal sikre, at vi har kritiske råstoffer nok til den grønne omstilling

    09.02.2026

  • Anritsu opnår EN 18052:2025-certificering til hybrid eCall-evaluering

    09.02.2026

  • TDK launches µPOL-moduler, der kan stackes op til 200A til vertikal strømforsyning

    09.02.2026

  • DI: Politisk aftale styrker små og mellemstore virksomheders cybersikkerhed

    09.02.2026

  • Det globale salg af halvledere voksede med over 25 procent til næsten 792 mia. USD i 2025

    09.02.2026

  • Masser af innovative robotter i Hannover Messes Applikations Park, 20. – 24. april

    09.02.2026

  • Nu kan man indstille sin robotløsning til DIRA Teknologiprisen 2026

    06.02.2026

  • Flir C8 er næste generation af kompakte termiske lommekameraer

    06.02.2026

  • Manglen på ingeniører og STEM-uddannede giver travlhed hos headhunterne

    06.02.2026

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