• 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

AI kan skabe farlige parallelle virkeligheder

AktueltIoT & embeddedWireless & data21. 01. 2026

Når intelligente systemer som AI begynder at interagere med hinanden i realtid, opstår en ny og kompleks udfordring: Hvordan sikrer vi, at de digitale netværk, som samfundet hviler på, leverer troværdig og tidsmæssigt korrekt information? Det spørgsmål stiller professor Petar Popovski fra Aalborg

Udvider portefølje af Zener-beskyttelsesdioder med fire nye nominelle spændinger op til 75V

Komponenter & konnektorer21. 01. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH udvider sit program af Zener-beskyttelsesdioder med tilføjelsen af fire nye komponenter i CUZ-serien. CUZ56V, CUZ62V, CUZ68V og CUZ75V har Zener-spændinger (VZ) på 56V, 62V, 68V og 75V respektive, og de er designet til brug i strømforsyninger i datacentre,

650V 6A/8A/10A SiC Schottky-barrieredioder

Komponenter & konnektorerPower21. 01. 2026

Torex Semiconductor Ltd. har udviklet 650V SiC Schottky-barrierediodeserien, XBSC41/XBSC42/XBSC43, der har fremragende modstand mod in-rush strømme og pulsstrømme. XBSC41/XBSC42/XBSC43-serien understøtter nominelt spændinger op til 650V og nominelle strømme på henholdsvis 6A, 8A eller 10A,

Innofour styrker sin medicotekniske FAE-support i Skandinavien

Branchenyt21. 01. 2026

Innofour meddeler, at virksomheden har udvidet teamet med Martin Bron. Han har arbejdet hos InnoFour siden 5. januar 2026, er baseret i Almelo - Holland, og vil fokusere på teknisk support af Polarion i Benelux og Skandinavien. Martin Bron begyndte at arbejde hos Polarion i 2016 inden for den

Silicium kvantekaskade-lasere til mid-infrarød fotonik

AktueltDesign & udvikling21. 01. 2026

På SPIE Photonics West konferencen i San Francisco i uge 4, 2026 præsenterede franske CEA-Leti nogle væsentlige forskningsresultater vedrørende integrationen af QCL (quantum cascade lasers) enheder med silicium fotonik platforme for MIR (mid-infrared) applikationer. Integreringen af MIR lyskilder

Frankrig udstyrer sin hær med dansk forsvarssoftware

BranchenytTopWireless & data21. 01. 2026

Frankrigs hærs 1. og 3. division har valgt det danske kommando-kontrolsystem Sitaware Headquarters fra Systematic som det primære koordinerings- og planlægningsværktøj til divisionernes og brigadehovedkvarterernes operationer. Købet indgår som en del af en større plan om at implementere systemet i

Zebicon-netværksmøde: Sådan styrker man arbejdet med 3D-scanning i praksis

Design & udviklingEventsTest & mål21. 01. 2026

Når måledata bruges som grundlag for beslutninger i både kvalitetskontrol og udviklingsarbejde, stiller det høje krav til metodevalg, arbejdsgange og dokumentation. Det er netop de udfordringer, der danner rammen for Zebicons netværksmøde, som afholdes torsdag den 29. januar 2026 i

Nyt projekt skal sikre flere kvalificerede faglærte til robotindustrien

BranchenytProduktion19. 01. 2026

Danmarks robot-, automations- og droneindustri vokser, og efterspørgslen efter faglærte medarbejdere stiger tilsvarende. For at imødekomme behovet og styrke forbindelsen mellem erhvervsskolerne og industrien går Odense Robotics nu sammen med Craft Nation - et samarbejde mellem fire af landets

TDK introducerer Modcap UHP til DC-link applikationer med høje nominelle strømme

Komponenter & konnektorerPower19. 01. 2026

TDK Corporation annoncerer den nye Modcap UHP (B25648A) serie af DC-linkkondensatorer, der sætter en ny standard for effektelektronikapplikationer. "UHP" står for "Ultra-High Performance", og denne serie muliggør kontinuerlig drift ved hotspot-temperaturer på op til +105°C uden derating.

IFS får ny direktør i Norden

Branchenyt19. 01. 2026

IFS har ansat Mattias Bolander som ny direktør for sin hastigt voksende nordiske forretning. Med ansættelsen får IFS en stærk ledelsesprofil ombord med lang erfaring og dokumenteret evne til at opbygge og skalere virksomheder i Norden. Mattias Bolander kommer med mere end 20 års erfaring fra ledende

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • HIN A/S

    Mærkning af kabler er også grøn tankegang

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Expands PolarFire® FPGA Smart Embedded Video Ecosystem with New SDI IP Cores and Quad CoaXPress™ Bridge Kit

  • RODAN Technologies A/S

    Applications Engineer til Produktionsteknisk Afdeling (PTA)

  • RODAN Technologies A/S

    Kryogenisk- og kvanteteknologi

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Launches Military-Qualified Plastic Transient Voltage Suppressors for Aerospace and Defense Applications

  • ACTEC A/S

    Når det bare skal virke – ACTEC leverer batterierne

  • HIN A/S

    1-polede genistreger til lavvolt-belysning

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Releases Custom Firmware For NVIDIA DGX Spark For Its MEC1723 Embedded Controllers

  • ACTEC A/S

    Når batteriet bliver en del af løsningen – ikke en begrænsning

  • Silitrade ApS

    New partner

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • AI kan skabe farlige parallelle virkeligheder

    21.01.2026

  • Udvider portefølje af Zener-beskyttelsesdioder med fire nye nominelle spændinger op til 75V

    21.01.2026

  • 650V 6A/8A/10A SiC Schottky-barrieredioder

    21.01.2026

  • Innofour styrker sin medicotekniske FAE-support i Skandinavien

    21.01.2026

  • Silicium kvantekaskade-lasere til mid-infrarød fotonik

    21.01.2026

  • Frankrig udstyrer sin hær med dansk forsvarssoftware

    21.01.2026

  • Zebicon-netværksmøde: Sådan styrker man arbejdet med 3D-scanning i praksis

    21.01.2026

  • Nyt projekt skal sikre flere kvalificerede faglærte til robotindustrien

    19.01.2026

  • TDK introducerer Modcap UHP til DC-link applikationer med høje nominelle strømme

    19.01.2026

  • IFS får ny direktør i Norden

    19.01.2026

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