• 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

DI: EU sender vigtigt signal om forenkling af AI-regler

BranchenytWireless & data11. 05. 2026

EU-landene er efter måneders forhandlinger blevet enige om en AI-omnibus, der skal forenkle og justere reglerne på AI-området. Med aftalen er man blandt andet blevet enige om at trykke på pauseknappen og udskyde fristen for anvendelse af de mest omfattende regler om kunstig intelligens, samtidig med

Alt-i-én DC/DC-konvertere fra TDK

Power11. 05. 2026

TDK Corporation lancerer TDK-Lambda CCGS-serien af ​​15W- og 30W isolerede DC/DC-konvertere som ”alt-i-én” løsninger, der ikke kræver eksterne komponenter, hvilket hjælper kunderne med at reducere designkompleksiteten og det samlede system-footprint. CCGS-serien fås i en række forskellige stik- og

AI sensorer og droner vil gøre fjernvarme billigere

Design & udviklingWireless & data11. 05. 2026

Under de danske veje og fortove løber der omkring 60.000 kilometer fjernvarmerør. De forsyner to ud af tre danskere med varmt vand og lune radiatorer. Eftersom rørene ligger op til to meter under jorden, er det svært at vide præcis, hvornår de trænger til at blive udskiftet. Det er dyrt at grave dem

Kemp & Lauritzen er nomineret til Danish Digital Awards

BranchenytEventsWireless & data11. 05. 2026

Når Danish Digital Awards løber af stablen den 3. juni 2026, er Kemp & Lauritzen med i opløbet om priserne i hele syv kategorier. Dermed er Kemp & Lauritzen den virksomhed, der har flest nomineringer ved årets Danish Digital Awards. Nomineringerne sker på baggrund af Kemp & Lauritzens

El & Teknik 2026 gav besøgsrekord og foryngelse af messepublikum

AktueltBranchenytEvents11. 05. 2026

El & Teknik 2026 har med et samlet besøgstal på 11.377 gennem tælleapparaterne samtidigt sat rekord både på første og anden messedag, og derfor er det meget tilfredse arrangører, der nu gør status efter tre dage med fyldte haller, høj energi og stor opbakning fra hele branchen. Det er et

Macnica ATD Europe køber majoritetsandel i Indesmatech

AktueltBranchenyt11. 05. 2026

Macnica ATD Europe annoncerer opkøbet af Indesmatech, en paneuropæisk teknologi- og rådgivningsvirksomhed med speciale i avanceret repræsentation af halvledere, design-in support og rådgivning. Opkøbet er et strategisk skridt fra Macnica ATD Europe for at styrke sin kommercielle og tekniske

Ny jordstation styrker Danmarks position i rummet

BranchenytDesign & udviklingTopWireless & data11. 05. 2026

Aalborg Universitet investerer 18 millioner kroner i en jordstation, der kan kommunikere med satellitter og rumsonder. Det bliver den største af sin slags i Danmark. Anlægget med antenner, data- og kontrolcenter får en størrelse, så det kan kobles på det europæiske rumagentur ESA’s globale

IDA: Ny undersøgelse: Sundhedsteknologier giver tryghed og aflaster pårørende

BranchenytDesign & udviklingIoT & embedded08. 05. 2026

Antallet af ældre og mennesker med kroniske sygdomme vokser. Samtidig kommer der i fremtiden til at mangle ressourcer og sundhedspersonale til at tage sig af det stigende antal patienter. Midt i denne udfordring i sundhedsvæsenet og ældreplejen sker der en hastig udvikling inden for digitale

Udstillere har store forventninger til årets Automatik-messe

AktueltEvents08. 05. 2026

Alt inden for automation, motion og drives kommer i fokus, når Automatik-messen til efteråret atter rykker ind i Brøndby Hallen og samler beslutningstagere og andre branchefolk om innovative løsninger, horisontudvidende oplæg og højaktuelle konferencer. Blandt udstillerne er forventningsglæden i

Same Sky lancerer nye mikrofon udviklings-kits

Design & udviklingKomponenter & konnektorer08. 05. 2026

Same Sky og virksomhedens Audio Group introducerer nu en familie af mikrofon udviklings-kits. Hvert kit består af fire uafhængige mikrofon udviklingskredsløb med gennempletterede (THP) I/O-terminaler for multiple testoptioner. De fire adskillelige evalueringskredsløb understøtter hver især 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

  • InnoFour

    Accelerate and Scale Early Validation with Polarion

  • Microchip Technology Inc.

    Næstegenerations 100/1000BASE T1 enkeltpars Ethernet PHY’er integrerer MACsec Security, Time Sensitive Networking og funktionssikkerhed

  • Elektronikmessen

    Ny workshop på Elektronikmessen 2026: Kan 3D print accelerere vejen fra prototype til produktion?

  • HIN A/S

    Nitrogen i elektronikproduktionen – oplev et Airco-demoanlæg på Elektronikmessen

  • Elektronikmessen

    CenSec på Elektronikmessen: Nye muligheder for elektronikbranchen

  • InnoFour

    Efficient Solar Battery Charging System

  • Elektronikmessen

    Mød Prevas A/S på Elektronikmessen 2026

  • Elektronikmessen

    Besøg AMGAB på Elektronikmessen 2026

  • Elektronikmessen

    Besøg Samtec på Elektronikmessen 2026

  • Elektronikmessen

    Mød EuroTechnic A/S på Elektronikmessen 2026

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • DI: EU sender vigtigt signal om forenkling af AI-regler

    11.05.2026

  • Alt-i-én DC/DC-konvertere fra TDK

    11.05.2026

  • AI sensorer og droner vil gøre fjernvarme billigere

    11.05.2026

  • Kemp & Lauritzen er nomineret til Danish Digital Awards

    11.05.2026

  • El & Teknik 2026 gav besøgsrekord og foryngelse af messepublikum

    11.05.2026

  • Macnica ATD Europe køber majoritetsandel i Indesmatech

    11.05.2026

  • Ny jordstation styrker Danmarks position i rummet

    11.05.2026

  • IDA: Ny undersøgelse: Sundhedsteknologier giver tryghed og aflaster pårørende

    08.05.2026

  • Udstillere har store forventninger til årets Automatik-messe

    08.05.2026

  • Same Sky lancerer nye mikrofon udviklings-kits

    08.05.2026

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