• 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

Toshiba udbygger sit 80V N-kanal MOSFET-lineup til support af 48V-systemer

Komponenter & konnektorerPower29. 05. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH introducerer to AEC-Q101 godkendte 80V N-kanal MOSFETs og udbygger dermed sit lineup til support af 48V automotive systemer. XPH2R608QB og XPH3R908QB er de første produkter i den nyeste generation fremstillet med U-MOSX-H processen, der er kapslet i SOP Advance (WF)

Terma leverer fortsat vækst og fokuserer på eksekvering i et marked med stor efterspørgsel

AktueltBranchenytProduktion29. 05. 2026

Termas regnskabsår 2025/26 var præget af vedvarende global efterspørgsel på avancerede løsninger inden for forsvar og beskyttelse af kritisk infrastruktur. Ordreindgangen nåede op på 5,6 mia. DKK, hvilket er en stigning på 43 % i forhold til året før, mens omsætningen steg til 3,4 mia. DKK, svarende

TP-Link klar med første Wi-Fi 8-løsning

Design & udviklingWireless & data29. 05. 2026

TP-Link har netop løftet sløret for Archer 8, som er virksomhedens første router baseret på den kommende Wi-Fi-standard IEEE 802.11bn. Den nye router forventes lanceret til oktober og er udviklet med henblik på at levere mere stabile forbindelser med lavere forsinkelse og en mere ensartet ydeevne i

Parker Chomerics-chassistætning sikrer lækagetæt ydelse i forsvars- og luftfartssystemer

Komponenter & konnektorer29. 05. 2026

Chomerics Division lancerer Cho-Air Vita 48.5-chassistætningen – en avanceret AFT-tætningsløsning (air flow-through), der opfylder de mekaniske krav og kravene til grænseflader i ANSI/VITA 48.5-2026. Den nye tætning er designet til integrerede databehandlingsarkitekturer inden for forsvars- og

Industri og forskning placerer Hovedstadsområdet i toppen i Europa

Design & udviklingEventsProduktion29. 05. 2026

Det politiske samarbejde mellem Østdanmark og Sydsverige, Greater Copenhagen, blev etableret i 2016. I anledning af jubilæet lancerer organisationen nu en rapport, der dokumenterer den markante regionale udvikling gennem de seneste ti år. Rapporten peger på en række tydelige resultater: De

Oplev AR og elektronikkens muligheder på Automatikmessen i Brøndby 8.-10. september

Design & udviklingEventsProduktionTop29. 05. 2026

8.–10. september 2026 bliver Automatik-messen centrum for alle, der arbejder med automation, bevægelsesstyring og drev. Billetsalget til messen er allerede i gang, og set med elektronikkens øjne er messen spændende, da digitale styringer og twins samt AR til test af implementering af nye

Standarder skal lette grøn og digital omstilling i Norden

AktueltBranchenytDesign & udvikling29. 05. 2026

Den grønne og digitale omstilling kræver et tættere samarbejde på tværs af landegrænser. De nordiske lande tager nu et fælles initiativ for at styrke brugen af standarder som et strategisk værktøj til at omsætte viden til løsninger, der fungerer i hele regionen samt på europæisk og globalt

Linak fremtidssikrer elektronikproduktionen på Als med ny SMT-linje

BranchenytProduktion27. 05. 2026

Linak har hen i vinterens løb har fået leveret og implementeret en ny SMT-linje til virksomhedens elektronikproduktion på Als. Linjen er leveret af Eltraco og består af en MY700 jetprinter og en A40DX pick-and-place-maskine fra Mycronic samt en THT AOI-løsning fra MEK. Investeringen er en

Presset elnet kræver smartere styring af elektrisk energi

Design & udviklingPower27. 05. 2026

Det europæiske elnet er under massivt pres. Elektrificering af transport og industri, nye datacentre og energikrævende PtX-anlæg får efterspørgslen efter elektrisk energi til at stige markant, og mange projekter må vente på nettilslutning, fordi infrastrukturen ikke kan følge med. – I

Grinns innovative moduler bliver nu leveret gennem DigiKey

BranchenytDesign & udvikling27. 05. 2026

En nyligt indgået aftale mellem Digikey og polske Grinn vil give designere global adgang til Grinns hardware-løsninger gennem én samlet sourcingkanal og med kvanta fra prototyping til volumenproduktion, forlyder det fra vores norske kollega, Elektronikknett.no. Gennem DigiKeys platform kan kunder

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 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

  • Phoenix Contact A/S

    Sunclix DC stik godkendt til 2.000 V DC

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics and Efficient Power Conversion (EPC) Enter Global Distribution Agreement to Deliver High-Performance Power Solutions

  • Microchip Technology Inc.

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

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Helps Power La Roche-Posay Racing Team’s America’s Cup Campaign

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Honoured with Infrastructure Management Distributor of the Year for 2025 by Digi International

  • ACTEC A/S

    ACTEC udstiller på Eliaden i Norge 27. – 29. maj

  • HIN A/S

    Tak for tre dage med gode forbindelser på Elektronikmessen 2026

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Toshiba udbygger sit 80V N-kanal MOSFET-lineup til support af 48V-systemer

    29.05.2026

  • Terma leverer fortsat vækst og fokuserer på eksekvering i et marked med stor efterspørgsel

    29.05.2026

  • TP-Link klar med første Wi-Fi 8-løsning

    29.05.2026

  • Parker Chomerics-chassistætning sikrer lækagetæt ydelse i forsvars- og luftfartssystemer

    29.05.2026

  • Industri og forskning placerer Hovedstadsområdet i toppen i Europa

    29.05.2026

  • Oplev AR og elektronikkens muligheder på Automatikmessen i Brøndby 8.-10. september

    29.05.2026

  • Standarder skal lette grøn og digital omstilling i Norden

    29.05.2026

  • Linak fremtidssikrer elektronikproduktionen på Als med ny SMT-linje

    27.05.2026

  • Presset elnet kræver smartere styring af elektrisk energi

    27.05.2026

  • Grinns innovative moduler bliver nu leveret gennem DigiKey

    27.05.2026

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