• 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

Danisense udstiller på PCIM Expo 2026 i Nürnberg mellem 9. og 11. juni

EventsPowerTest & mål03. 06. 2026

Danisense udstiller på den kommende PCIM Expo 2026 i Nürnberg mellem 9. og 11. juni i hal 7, stand 429. På udstillingen vil Danisense præsentere de nyligt lancerede, højpræcise MK500ID DC- og AC-strømtænger (clamp-on) designet til galvanisk isolerede målinger op til 500Arms. Desuden lancerer

Højfrekvens-konnektorer til antennekabler

Komponenter & konnektorer03. 06. 2026

Würth Elektronik introducerer flere nye koaksialkonnektorer til 50Ω-kabler af typerne 1,13mm, 1,32mm og 1,37mm. Stik og bøsninger er egnet til brug i apparater som trådløst kommunikationsudstyr, GPS-systemer samt IoT-produkter. Alle har forgyldte kontaktflader og har desuden klaret til 48-timers

Gratis værktøj afslører skjulte skibe i danske farvande

AktueltDesign & udviklingIoT & embeddedWireless & data03. 06. 2026

Ved hjælp af satellitdata, kunstig intelligens og åbne maritime databaser har en forsker fra DTU Space udviklet et onlineværktøj, der gør det muligt at følge skibstrafik i danske farvande. Det inkluderer også skibe, der forsøger at skjule sig ved at slukke de såkaldte AIS-transpondere, som fortæller

Ny regeringen sætter tydelig retning for grøn, sikker og billig energi

AktueltPower03. 06. 2026

Regeringen sender et klart signal om, at Danmark skal være selvforsynende med grøn, sikker og billig energi. Det er en nødvendig ambition i en tid, hvor energisikkerhed, konkurrenceevne og klimahandling hænger tæt sammen. Særligt glæder Dansk Solcelleforening sig over, at regeringen så tydeligt

Gennembrud for 3D integration til HPC computere

Design & udviklingTop03. 06. 2026

På ECTC (Electronic Components and Technology Conference) 2026 konferencen i Orlanda, Florida har franske CEA-Leti præsenteret en væsentlig milepæl for 3D integration til højt ydende computere (high-performance computing HPC), avancerede smart-vision systemer og kunstig intelligens. Instituttet har

Pladsbesparende auxiliary-PSU referencedesigns til NVIDIA Kyber 800VDC AI-datacentre

Komponenter & konnektorerPower03. 06. 2026

Power Integrations (NASDAQ: POWI), førende virksomhed inden for højvolt-IC’er til energieffektiv effektkonvertering, lancerer to nye ultratynde, kompakte auxiliary-strømforsynings referencedesigns til 800 VDC AI-datacentre. Det nye single-output, 15W-design optager kun 30mm x 30mm i et isoleret 7mm

Same Sky lancerer produktlinje af rektangulære konnektorer

Komponenter & konnektorer03. 06. 2026

Same Sky lancerer nu gennem sin Interconnect Group tilføjelsen af en produktlinje af rektangulære konnektorer til sit konnektor produktprogram. SSK-familien inkluderer en række (han-) pin-headers, (hun-) header-bøsninger samt box-headers. De rektangulære konnektorer kan leveres i konfigurationer med

AI-løsning øger sikkerheden og mindsker ressourcespild i solcelleparker

IoT & embeddedWireless & data01. 06. 2026

Med de solrige måneders indtog producerer solcelleparker grøn energi til de danske hjem. I dag er der over 100 industrielle solcelleparker i Danmark (Energistyrelsen). Anlæggene er bygget af dyre materialer og ligger ofte afsides, uden bemanding eller belysning om natten. Det gør dem sårbare over

Nikolaj Bramsen er ny bestyrelsesleder i DI Forsvar og Sikkerhed

Top01. 06. 2026

CEO i Systematic A/S, Nikolaj Bramsen, er er på den ordinære generalforsamling valgt som ny bestyrelsesleder i DI Forsvar og Sikkerhed, som er brancheforening for forsvars-, rum og sikkerhedsvirksomheder i landets største erhvervsorganisation Dansk Industri (DI). Nikolaj Bramsen overtager posten fra

Mike Engelhardt – manden bag QSPICE – afholder seminar i Danmark 4. juni

Events01. 06. 2026

Torsdag den 4. juni krydser en af de mest anerkendte skikkelser inden for elektronisk kredsløbssimulering Atlanten for at tilbringe en formiddag i Struer. Mike Engelhardt, skaberen af LTspice og QSPICE, indehaver af otte patenter og manden bag over 25 års globale simuleringsseminarer i 48 lande,

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’s Rise of the Robots Programme Explores Humanoid Design Considerations

  • Apacer Technology B.V.

    Apacer Launches GraTherX Cooling Technology, Reducing DDR5 Temperatures by Up to 23.4°C

  • InnoFour

    Scalable PCB design for growing teams: Xpedition Standard

  • Mouser Electronics

    NXP Semiconductors’ i.MX RT1180 Microcontrollers, Now at Mouser, Offer Advanced Security for Ethernet and Industry 4.0/5.0 Applications

  • Phoenix Contact A/S

    M12 komponentstik med push-pull lynaflåsning

  • Transfer Multisort Elektronik Sp. Z.o.o.

    Bivar LEDs and indicators: next step to the future

  • InnoFour

    Turning vision into reality: How Questa One fulfils the promise of Smart Verification

  • Mouser Electronics

    Mouser Now Shipping New STMicroelectronics STM32C5 Arm Cortex-M33 Core Mainstream Microcontrollers for Industrial, Smart, and Robotics Applications

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip lancerer 3,3kV HV‑D3 mSiC® Power Modules til brug i solid-state transformere til AI-datacentre

  • Microchip Technology Inc.

    Essential Performance and Real-time Control Without the Baggage

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Danisense udstiller på PCIM Expo 2026 i Nürnberg mellem 9. og 11. juni

    03.06.2026

  • Højfrekvens-konnektorer til antennekabler

    03.06.2026

  • Gratis værktøj afslører skjulte skibe i danske farvande

    03.06.2026

  • Ny regeringen sætter tydelig retning for grøn, sikker og billig energi

    03.06.2026

  • Gennembrud for 3D integration til HPC computere

    03.06.2026

  • Pladsbesparende auxiliary-PSU referencedesigns til NVIDIA Kyber 800VDC AI-datacentre

    03.06.2026

  • Same Sky lancerer produktlinje af rektangulære konnektorer

    03.06.2026

  • AI-løsning øger sikkerheden og mindsker ressourcespild i solcelleparker

    01.06.2026

  • Nikolaj Bramsen er ny bestyrelsesleder i DI Forsvar og Sikkerhed

    01.06.2026

  • Mike Engelhardt – manden bag QSPICE – afholder seminar i Danmark 4. juni

    01.06.2026

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