• 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

1-bit og 2-bit dual-forsyning bus-transceivere fra Toshiba med support af lavvolt niveauskift

Komponenter & konnektorer15. 06. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH (« Toshiba ») udvider sin 74AVC-serie af dual-forsyning bus-transceivere med fire nye 1-bit produkter, 74AVC1T45NX, 74AVCH1T45NX, 74AVC1T45FU og 74AVCH1T45FU samt to nye 2-bit produkter, 74AVC2T45FK og 74AVCH2T45FK. Disse produkter kan bruges til tovejs niveauskift

Højtydende kondensatorer til højvolt SiC-applikationer fra TDK

Komponenter & konnektorer15. 06. 2026

TDK Corporation præsenterer B25696H-serien af ​​MKP DC-til-højfrekvens filmkondensatorer, der er pålidelige og højtydende DC-linkkondensatorer til næste generations SiC-baserede effektelektronik. Med kapaciteter mellem 47µF og 1.280µF og nominelle DC-spændinger fra 900 V til 2000 V har komponenterne

TCS indgår partnerskab med Mistral

Wireless & data15. 06. 2026

Tata Consultancy Services, der er en global leder inden for IT-tjenester, rådgivning og forretningsløsninger, annoncerer  et banebrydende strategisk partnerskab med Mistral, en af verdens førende AI-virksomheder. Som led i samarbejdet er TCS blevet den første globale systemintegratorpartner for

Koda: Regeringsgrundlag tager vigtigt opgør med AI-udhuling af kulturen

BranchenytWireless & data15. 06. 2026

Hos Koda, der repræsenterer komponister, sangskrivere og musikforlag, hæfter man sig særligt ved, at regeringen vil arbejde for, at den teknologiske udvikling ikke udhuler det kulturelle kredsløb, men sker på en måde, der respekterer skabere, rettighedshavere og demokratiske værdier. Samtidig

Googles AI-tjeneste sender ingen trafik videre til danske medier

AktueltBranchenytWireless & data15. 06. 2026

En ny analyse fra Danske Medier og DPCMO viser, at mens tiden brugt på AI-tjenester er steget med over 600 procent inden for en kort periode, sender Google AI Mode ingen trafik videre til medierne. Google står i dag for omkring 13 procent af den samlede trafik til de danske medier, som er

Det bruger kommunernes deres IT-budgetter på

AktueltWireless & data15. 06. 2026

IT-Branchen har kortlagt kommunernes IT-investeringer fra 2014 til 2024. Analysen viser, at kommunerne i 2024 investerede over 6 milliarder kroner i IT og teknologi. IT-konsulenter tegner sig som den største post. Baseret på data fra 41 af de kommuner fordeler investeringerne sig således, at

Investeringer i forsvar skal styrke danske virksomheder og arbejdspladser

BranchenytProduktionTop15. 06. 2026

DI Forsvar og Sikkerhed lancerer nu et samlet indspil til en ny forsvarsindustriel strategi. Med 55 konkrete forslag inden for 11 strategiske områder giver erhvervet sit bud på, hvordan Danmark kan opbygge en stærkere og mere robust forsvarsindustri – til gavn for både national og europæisk

Forbedrede egenskaber til krævende designs med nye spoler

Komponenter & konnektorer12. 06. 2026

De nye WE-XHMI Performance serie udvider Würth Elektroniks succesrige familie af effektspoler med forbedrede versioner i kapslingsstørrelserne 1010, 1060, 6030 og 6060. De magnetisk skærmede spoler er udført med flade viklingstråde, der supporterer store mætningsstrømme med en samtidig reduktion af

Vital DSP-ydelse og real-time kontrol uden overflødig ”bagage”

IoT & embeddedKomponenter & konnektorer12. 06. 2026

Designere af real-time kontrolapplikationer er i stigende grad udsat for at skulle balancere ydelse og integration af periferi med samtidige lavere systemomkostninger og kompleksitet. For at imødekomme disse udfordringer har Microchip Technology Inc. introduceret sin dsPIC33CK Value Line familie af

NRGi advarer mod højere elafgift: ”El skal være det økonomisk oplagte valg”

Power12. 06. 2026

Den midlertidige sænkelse af elafgiften ser ikke ud til at blive forlænget fra 2028. Det vækker bekymring hos energi- og rådgivningskoncernen NRGi, som advarer mod at gøre strøm dyrere, netop som Danmark skal sætte fart på elektrificeringen. Siden årsskiftet har danske elkunder nydt godt af en

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

  • InnoFour

    What’s new in BluePrint-PCB 2604

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Announces TimePictra® 12 Platform to Strengthen Synchronization Management for Critical Infrastructure

  • Mouser Electronics

    Mouser Highlights Practical Security Resources for Engineers Developing Cyber-Resilient Connected Systems

  • InnoFour

    Cyber Resilience Act (CRA)

  • Phoenix Contact A/S

    Skæreværktøj til strømskinner og standard DIN-skinner

  • InnoFour

    Live webinar June 11: Industrial AI for Compliant ALM

  • Phoenix Contact A/S

    Push-X produktprogrammet fortsætter med at vokse

  • HIN A/S

    Røntgeninspektion i elektronikproduktion – fra nicheteknologi til nødvendighed

  • InnoFour

    Next-generation Electronic Systems Design

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • 1-bit og 2-bit dual-forsyning bus-transceivere fra Toshiba med support af lavvolt niveauskift

    15.06.2026

  • Højtydende kondensatorer til højvolt SiC-applikationer fra TDK

    15.06.2026

  • TCS indgår partnerskab med Mistral

    15.06.2026

  • Koda: Regeringsgrundlag tager vigtigt opgør med AI-udhuling af kulturen

    15.06.2026

  • Googles AI-tjeneste sender ingen trafik videre til danske medier

    15.06.2026

  • Det bruger kommunernes deres IT-budgetter på

    15.06.2026

  • Investeringer i forsvar skal styrke danske virksomheder og arbejdspladser

    15.06.2026

  • Forbedrede egenskaber til krævende designs med nye spoler

    12.06.2026

  • Vital DSP-ydelse og real-time kontrol uden overflødig ”bagage”

    12.06.2026

  • NRGi advarer mod højere elafgift: ”El skal være det økonomisk oplagte valg”

    12.06.2026

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