• 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

Igen massiv global vækst i salget af udstyr til halvlederproduktion

AktueltProduktion09. 04. 2026

Det globale salg af halvlederudstyr steg med 15% til 135,1 milliarder dollars i 2025 fra 117,1 milliarder dollars i 2024, drevet af fortsatte investeringer i avanceret logik, hukommelse og AI-relateret kapacitetsudvidelse, rapporterede SEMI, brancheforeningen, der repræsenterer den globale

Her er kandidaterne til Årets Innovationsprojekt 2026

AktueltBranchenytDesign & udvikling09. 04. 2026

Tre innovationsprojekter fra Energy Cluster Denmark er nomineret til Årets Innovationsprojekt 2026. Temaerne spænder bredt mellem droner til vindmølleinspektion og pakkelevering, kunstig intelligens til tjek af offshore installationer og pyrolyseanlæg til CO2-fangst og grønne brændsler. Vinderen

Recom udvider sin portefølje af diskrete effektkomponenter

Komponenter & konnektorerPower09. 04. 2026

Recom introducerer en ny portefølje af Power-IC’er og SMD-transformere, som gør det muligt for kunder at designe deres egne diskrete, isolerede DC/DC-strømforsyninger. Sortimentet omfatter tre forskellige topologitransformerdrivere – flyback, push-pull og fuldbro, integrerede og eksterne

Dansk teknologi skal beskytte robotter i rummet

Design & udviklingTop09. 04. 2026

European Space Agency (ESA) har nu udpeget Teknologisk Institut til at koordinere udviklingen af næste generation af et beskyttende cover til robotarme. Projektet hedder Smart Skin for Exploration Cobots og skal føre teknologien frem til et niveau, hvor den kan demonstreres under rumlignende

KMD justerer ledelsen for at eksekvere på ny strategi

Branchenyt09. 04. 2026

KMD vil med sin nye strategi udvide sin rolle i samfundet fra at være leverandør af kritiske it-løsninger til at være en strategisk partner for sine kunder. En central del af den strategi er at udnytte nye teknologier – herunder kunstig intelligens – til at skabe større værdi for kunderne, både i

Vandtætte USB Type-C konnektorer omfatter UV-limede O-ring typer

Komponenter & konnektorer08. 04. 2026

Same Skys Interconnect Group fortsætter udvidelsen af sit program af USB Type-C konnektorer med en serie af nye IP-tætte modeller. UJ-familien indeholder nu vandtætte USB-hunstik med IPX5-, IPX6-, IPX7-, IPX8-, IP66-, IP67- og IP68-tæthedsklasser, hvad der gør konnektorerne ideelle til

“Effekt-monstre” til DIN-skinnemontage

Power08. 04. 2026

Med sin nye CPS-EC2000 AC/DC-strømforsyningsserie sætter Camtec Power Supplies en høj standard for højpræcise industrielle strømforsyninger til DIN-skinnemontage. Med SiC-MOSFET-teknologi tilbyder 2000W CAMTEC EC-strømforsyningen alt, hvad man kan bruge til sit automations- eller styreskab: Spænding

Ukrainske sygehjælpere tester dansk software-system til sårede soldater

BranchenytDesign & udviklingWireless & data08. 04. 2026

Ukrainske sygehjælpere ved fronten har i de seneste 2,5 år arbejdet med en kombination af papirdokumentation og digitale løsninger, udviklet og implementeret under ekstremt vanskelige forhold.  - Når vi bruger papirkort, stopper vi dem i lommen på den sårede. Men kortene forsvinder ofte

Dansk AM Hub styrker bestyrelsen med førende AI-ekspert

BranchenytDesign & udviklingProduktion07. 04. 2026

Dansk AM Hub opdaterer bestyrelsen pr. marts 2026 med udpegningen af Janus Juul Rasmussen som nyt medlem. Samtidig træder Mads Damkjær ud efter en mangeårig indsats, mens Poul Skadhede og Jacob Himmelstrup er blevet genudpeget for en ny toårig periode. Janus Juul Rasmussen er founder og ingeniør

Aalborg Universitet vil sende robot til Månen

AktueltDesign & udvikling07. 04. 2026

USA har netop sendt fire astronauter i kredsløb om Månen. Og amerikanerne vil igen have astronauter til at gå på Månens overflade. Det er de ikke alene om. Flere andre lande planlægger også at rejse til Månen for at etablere baser. Men hvis mennesker skal opholde sig deroppe i længere tid, kræver

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

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

  • EKTOS A/S

    Hands-On EMC Insight: Practical Precompliance Lab Sessions from EKTOS TRS

  • Phoenix Contact A/S

    Phoenix Contact på Hannover messen: Alt handler om integrerede, netværksforbundne energisystemer

  • RODAN Technologies A/S

    RODAN byder velkommen til John Skjoldrup Pedersen

  • InnoFour

    Heatsink Thermal Design; key considerations for Electronics Cooling

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Technology Earns IEC 62443-4-1 ML2 Industrial Automation and Control System Certification From UL Solutions

  • InnoFour

    Don’t let these 3 assumptions derail your CRA Compliance

  • 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

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Igen massiv global vækst i salget af udstyr til halvlederproduktion

    09.04.2026

  • Her er kandidaterne til Årets Innovationsprojekt 2026

    09.04.2026

  • Recom udvider sin portefølje af diskrete effektkomponenter

    09.04.2026

  • Dansk teknologi skal beskytte robotter i rummet

    09.04.2026

  • KMD justerer ledelsen for at eksekvere på ny strategi

    09.04.2026

  • Vandtætte USB Type-C konnektorer omfatter UV-limede O-ring typer

    08.04.2026

  • “Effekt-monstre” til DIN-skinnemontage

    08.04.2026

  • Ukrainske sygehjælpere tester dansk software-system til sårede soldater

    08.04.2026

  • Dansk AM Hub styrker bestyrelsen med førende AI-ekspert

    07.04.2026

  • Aalborg Universitet vil sende robot til Månen

    07.04.2026

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