• 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

GN i partnerskab med Mikrodust om næste generation af enterprise-testsystemer

BranchenytTest & mål05. 11. 2025

Mikrodust og GN har udviklet en forbedret version af AtoMik test- og måleplatformen, der tilbyder udvidet funktionalitet designet til at opfylde de høje standarder og behov for masseproduktion af elektronik. Ved at integrere hjertet af AtoMik i GN's økosystem af software og eksisterende mekaniske

Grinn SBC giver sofistikerede, embedded AI-systemer på måneder – ikke år

IoT & embedded05. 11. 2025

Polske Grinns nye GenioBoard er en fuldt udstyret SBC i en standard 87 mm x 56 mm formfaktor, der leverer alle de kommunikations-, grafik- og strømgrænseflader, der er nødvendige for at få adgang til funktionerne i Grinn GenioSOM-700 eller Grinn GenioSOM-510 system-on-module (SOM'er). Disse

Robotter med AI-øjne giver brugt elektronik nyt liv på Teknologisk Institut

AktueltDesign & udviklingProduktion05. 11. 2025

Vi bliver flere og flere, som både producerer og forbruger elektronik. Men alt for meget af det, vi kasserer, kunne faktisk have fået nyt liv. Ifølge FN's seneste rapport "The Global E-waste Monitor 2024" producerede verden hele 62 millioner tons elektronikaffald i 2022 – en udvikling der, ifølge

Den første LEGO Chair er fundet til SDU Vejle

Branchenyt05. 11. 2025

Med ansættelsen af Davide Taibi som den ene af to LEGO Chair centerledere til Syddansk Universitets kommende campus i Vejle bliver der sat en tydelig forskningsmæssig retning for det nye forsknings- og uddannelsesmiljø. Den 1. november starter professor Davide Taibi på SDU Vejle. Den

Koda sagsøger den amerikanske tech-virksomhed Suno for at stjæle danske kunstneres musik

Wireless & data05. 11. 2025

Med få klik og simple prompts kan den amerikanske AI-musiktjeneste Suno generere fulde musiknumre, der lyder som den musik, de fleste af os allerede kender. Men det kan kun lade sig gøre, fordi Suno helt bevidst og uden hverken tilladelse eller betaling har udnyttet og kopieret danske kunstneres

Vækst i salg af halvledere fortsætter i september og nu er Europa igen godt med

AktueltBranchenytProduktion05. 11. 2025

Brancheorganisationen, Semiconductor Industry Association (SIA), annoncerer, at det globale halvledersalg var på 208,4 milliarder dollars i tredje kvartal af 2025, en stigning på 15,8 % sammenlignet med 2. kvartal. Det globale salg var på 69,5 milliarder dollars i september 2025, en stigning på 25,1

FrontMedia ApS køber TechMedia A/S

BranchenytTop05. 11. 2025

Annoncesalgsbureauet FrontMedia ApS, med 60 stærke mediebrands, har pr. 6. oktober 2025 købt fagbladsforlaget TechMedia A/S, der udgiver 13 tekniske fagblade samt 10 digitale nyhedsbreve til en række forskellige brancher som elektronik-, fødevare-, HVAC-, kemi-, el & energi-, plast-, maskin-,

Højfrekvens-konnektor til antennekabler

Komponenter & konnektorer03. 11. 2025

Würth Elektronik introducerer yderligere koaksialkonnektorer til 50Ω-kabler med typer til 1,13mm, 1,32mm og 1,37 mm. Han- og hunstik – egnet til brug i udstyr som trådløse kommunikationsprodukter, GPS-systemer og IoT-produkter – har forgyldte kontakter og har alle gennemgået en 48-timers

Powell Electronics leverer nu Amphenols bredt anvendelige konnektorer i 97-serien

Komponenter & konnektorer03. 11. 2025

Powell Electronics, der er leverandør af konnektorer og flere andre komponenttyper til hi-rel applikationer til forsvars-, aerospace- og industriformål, lagerfører nu de prisoptimerede og bredt anvendelige konnektorer i Amphenol Industrials 97-serie. Konnektorerne er en del af den anerkendte

Integrerede GaN flyback-konvertere forenkler designet og dæmper hørbar støj

Komponenter & konnektorerPower03. 11. 2025

STMicroelectronics introducerer en serie GaN flyback-konvertere, der forenkler design og konstruktion af kompakte, effektive USB-PD-opladere, hurtige batteriopladere og hjælpestrømforsyninger. Konverterne håndterer reducerede belastninger med en proprietær teknik, der sikrer, at strømforsyninger 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

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Appoints Martina Drimala as Vice President of EMEA Customer Service

  • InnoFour

    Discover Siemens Xcelerator Solutions

  • ACTEC A/S

    ACTEC deltager på Digital Tech Summit 2025

  • Microchip Technology Inc.

    New Radiation-Tolerant, High-Reliability Communication Interface Solution for Space Applications

  • Rohde & Schwarz Danmark A/S

    Last chance to register for our free seminar in Hørsholm 13/11-2025

  • Elektronikmessen

    Elektronikmessen 2026: Her er de første temaer på tegnebrættet

  • InnoFour

    PCBflow: Cloud-Based DFM for PCB Manufacturing Readiness

  • Mouser Electronics

    The Latest News from Mouser Electronics

  • InnoFour

    Productronica 2025

  • Microchip Technology Inc.

    Next-Generation of Optical Ethernet PHY Transceivers Deliver Precision Time Protocol and MACsec Encryption for Long-Reach Networking

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • GN i partnerskab med Mikrodust om næste generation af enterprise-testsystemer

    05.11.2025

  • Grinn SBC giver sofistikerede, embedded AI-systemer på måneder – ikke år

    05.11.2025

  • Robotter med AI-øjne giver brugt elektronik nyt liv på Teknologisk Institut

    05.11.2025

  • Den første LEGO Chair er fundet til SDU Vejle

    05.11.2025

  • Koda sagsøger den amerikanske tech-virksomhed Suno for at stjæle danske kunstneres musik

    05.11.2025

  • Vækst i salg af halvledere fortsætter i september og nu er Europa igen godt med

    05.11.2025

  • FrontMedia ApS køber TechMedia A/S

    05.11.2025

  • Højfrekvens-konnektor til antennekabler

    03.11.2025

  • Powell Electronics leverer nu Amphenols bredt anvendelige konnektorer i 97-serien

    03.11.2025

  • Integrerede GaN flyback-konvertere forenkler designet og dæmper hørbar støj

    03.11.2025

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