• 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

Undgå brand: Find de skjulte batterier i din julepynt

Power19. 12. 2025

Julen varer som bekendt længe, men når vi skal rydde op igen, ryger brugt julepynt, kort og små elektroniske dimser ofte i skraldespanden eller gemmes væk i kasser på loftet eller i kælderen. Men mange af produkterne indeholder skjulte batterier - og de udgør en voksende brandfare i både

Fire store DTU-projekter i ny køreplan for forskningsinfrastruktur

AktueltDesign & udvikling19. 12. 2025

Det er nogle af de allermest kritiske forskningsfelter for Europas robusthed og teknologiske suverænitet, der står til at få nye og avancerede faciliteter i Uddannelses- og Forskningsministeriet nye Roadmap for Forskningsinfrastruktur 2025, der netop er blevet offentliggjort. Fire projekter med

Godkendte X1-/Y2-kondensatorer til brug på forsyningsnettet

Komponenter & konnektorer18. 12. 2025

Würth Elektronik udbygger sin portefølje af komponenter til brug i applikationer forsynet fra elnettet. Den nye serie af WCAP-FTY2 filmkondensatorer er optimerede til støjundertrykkelse og er godkendt efter X1- og Y2-sikkerhedsklasserne i overensstemmelse med IEC 60384-14. Den meget høje

Glenair 806-serie af mil-/aerospace Micro Miniature D38999 konnektorer fra Powell

Komponenter & konnektorer18. 12. 2025

Powell Electronics, der er leverandør af konnektorer og flere andre komponenttyper til hi-rel applikationer til forsvars-, aerospace- og industriformål, leverer nu 806 -serien af mil-/aerospace Micro Miniature D38999-konnektorerne fra Glenair – næste generation cirkulære konnektorer med en lille

Ny energiteknologi på vej: EUDP uddeler 282 millioner kroner

BranchenytDesign & udvikling17. 12. 2025

EUDP støtter hvert år virksomheder og universiteters arbejde med udvikling og demonstration af nye, grønne energiteknologier, som bidrager til at indfri Danmarks klima- og energipolitiske målsætninger. Ved tilskudsprogrammets seneste ansøgningsfrist var der indsendt i alt 92 ansøgninger, der samlet

Wexøe A/S frasælger sine Power- og Building Infrastructure-divisioner til UTU Group

Branchenyt17. 12. 2025

Wexøe A/S meddeler, at de har underskrevet en aftale om at frasælge sine Power- og Building Infrastructure-divisioner til UTU Group, en finsk, familieejet industrikoncern med en stærk nordisk tilstedeværelse. Transaktionen markerer et vigtigt strategisk skridt for begge virksomheder og forventes at

Priseffektiv gate-driver IC til trefasede BLDC-motorer fra Toshiba Europe

Komponenter & konnektorerPower17. 12. 2025

Toshiba Electronics Europe GmbH (« Toshiba ») leverer nu kommercielle samples af sin innovative gate-driver IC, TB9084FTG, der er skræddersyet til trefasede, børsteløse DC-motorer (BLDC). Disse motorer er afgørende for en lang række vitale on-board funktioner i adskillige automotive applikationer

Systematic henter erfaren topembedsmand og rådgiver til bestyrelsen

Branchenyt17. 12. 2025

Morten Bæk er netop indtrådt som nyt medlem af Systematics bestyrelse. Han er tidligere topembedsmand og strategisk rådgiver med erfaring fra samfundets mest kritiske sektorer. Blandt andet har han været departementschef i både Forsvarsministeriet og Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet. I dag

Videnskløft bremser AI i dansk produktion

AktueltProduktion17. 12. 2025

Der er en tydelig kløft mellem potentialet og den faktiske anvendelse af kunstig intelligens, AI i danske produktionsvirksomheder. Mange SMV'er har endnu ikke omsat AI til målbar værdi, hvilket udgør en strategisk risiko for Danmarks konkurrenceevne. Det viser den nye analyse fra Teknologisk

Først i Danmark til at præcertificere cybersikre IoT-produkter og radioudstyr

AktueltBranchenytTest & mål17. 12. 2025

Alexandra Instituttet er som de første i landet blevet akkrediteret af DANAK, Den Danske Akkrediteringsfond, til at udføre præcertificeringer i henhold til EN 18031. Standarden er udviklet for at understøtte de nye cybersikkerhedskrav i Radioudstyrsdirektivet (RED). EN 18031 omsætter lovens krav til

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Eltraco Automation

    Her er Eltracos bud på tendenser i 2026

  • GOmeasure ApS

    Glædelig jul og godt nytår

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Signs Global Distribution Agreement with Telit Cinterion for Enterprise-Grade IoT Solutions

  • Elektronikmessen

    Glædelig jul fra Elektronikmessen!

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Highlights Energy-Efficient Designs With Power Management Resource Centre

  • InnoFour

    6 reasons why Jira users will love Polarion

  • Mouser Electronics

    The Latest News from Mouser Electronics

  • InnoFour

    What’s new in Xpedition, HyperLynx and Valor 2510 release?

  • RODAN Technologies A/S

    Glædelig jul fra alle os hos RODAN

  • Elma Instruments A/S

    Nye standarder for termisk inspektion med FLIR i65 og Elma Instruments

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Undgå brand: Find de skjulte batterier i din julepynt

    19.12.2025

  • Fire store DTU-projekter i ny køreplan for forskningsinfrastruktur

    19.12.2025

  • Godkendte X1-/Y2-kondensatorer til brug på forsyningsnettet

    18.12.2025

  • Glenair 806-serie af mil-/aerospace Micro Miniature D38999 konnektorer fra Powell

    18.12.2025

  • Ny energiteknologi på vej: EUDP uddeler 282 millioner kroner

    17.12.2025

  • Wexøe A/S frasælger sine Power- og Building Infrastructure-divisioner til UTU Group

    17.12.2025

  • Priseffektiv gate-driver IC til trefasede BLDC-motorer fra Toshiba Europe

    17.12.2025

  • Systematic henter erfaren topembedsmand og rådgiver til bestyrelsen

    17.12.2025

  • Videnskløft bremser AI i dansk produktion

    17.12.2025

  • Først i Danmark til at præcertificere cybersikre IoT-produkter og radioudstyr

    17.12.2025

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