• 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: Digital suverænitet kræver investeringer for milliarder

AktueltWireless & data02. 03. 2026

- Digital teknologi er blevet et strategisk magtmiddel på linje med energi og forsvar. Hvis vi ikke selv kan udvikle og kontrollere kritiske digitale systemer, risikerer vi at miste handlefrihed, når det virkelig gælder. Europa har før ledet industrielle revolutioner og kan gøre det igen, hvis vi

Clouden er det nyeste teknologiske grænseland for danske Space Inventor

Design & udviklingIoT & embeddedTopWireless & data02. 03. 2026

Aalborg-virksomheden Space Inventor har i snart ti år designet sine modulære satellitter i et cloud-miljø. Nu tager virksomheden hul på næste etape af sin digitale udvikling ud i såvel rummet som clouden. Innovation har altid været et centralt konkurrenceparameter i rumfartsindustrien. Men at

Ny dansk cyberløsning kan opdage hackerangreb på få minutter frem for halvanden uge

AktueltWireless & data02. 03. 2026

11 dage. Så lang tid tager det i gennemsnit en virksomhed i EMEA-regionen (Europa, Mellemøsten og Afrika) at opdage, at de er blevet ramt af et cyberangreb, hvis uheldet er ude. Det viser seneste opgørelse fra Google Mandiant fra 2025. Men det billede kan meget vel ændre sig nu. TDC Erhverv

Rohde & Schwarz og Viasat samarbejder om NB-NTN IoT-testplan for forbindelse via satellit

Test & mål02. 03. 2026

Viasat, en globalt førende virksomhed inden for satellitkommunikation, og Rohde & Schwarz, leverandør af test- og måleløsninger, arbejder sammen om at styrke og udvide tests af ikke-jordbaserede netværks (NTN)-funktioner, specifikt for NB-IoT-enheder. Samarbejdet har til formål at sikre, at

6.500V/2.000A press-pack IEGT til højvolt DC-overførsel og industrielle drev

Komponenter & konnektorerPower02. 03. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH (« Toshiba ») lancerer ST2000JXH35A, en ny 6.500V/2.000A press-pack IEGT (injection enhanced gate transistor) designet til højvoltkonvertere til brug i DC-transmissionssystemer, industrielle motordrev og statiske synkron-kompensatorer (STATCOM). Den nyeste tilføjelse

Sysgo viser real-time sikkerhed og CRA-beredskab på Embedded World 2026

Design & udvikling02. 03. 2026

Sysgo vil endnu engang være i centrum for innovation, når det globale embedded-fællesskab samles i marts i Nürnberg. På Embedded World 2026 inviterer den europæiske leder inden for sikkerhedskritiske embedded systemer besøgende til at opleve live, praktiske demonstrationer, banebrydende

Proof-of-concept med mock-ups inden elektronikudvikling

Design & udvikling02. 03. 2026

Inden igangsætning af et større udviklingsprojekt kan Develco hjælpe med at afprøve en produktidé til et nyt elektronikprodukt med hardware og embedded software ved at gennemføre et Proof-of-Concept POC-projekt som en fungerende enhed for kundernes produktidéer. Med en mockup kan kunderne verificere

75V motordrev IC’er til skalérbare industrielle applikationer

Komponenter & konnektorerPower27. 02. 2026

STMicroelectronics' STSPIN9P-serie af 75V motordrev-IC'er letter udvikling af ​​robuste industrielle drev. De ialt 12 STSPIN9P-enheder er velegnede til drift fra populære busspændinger som 48V og giver brugerne mulighed for nemt at skalere deres designs til forskellige motortyper og

Recom Power og Bürklin udvider partnerskab i distributionen

Branchenyt27. 02. 2026

Recom Power og elektronikdistributøren Bürklin Elektronik intensiverer deres samarbejde, som har eksisteret i mere end tolv år. Målet med at udvide partnerskabet er at give kunderne endnu hurtigere og mere omfattende strømforsyningsløsninger fra Recom. Bürklin supplerer Recoms portefølje med

Digisense vil med nyt opkøb gøre europæiske virksomheder uafhængige af USA

Wireless & data27. 02. 2026

Europa arbejder på højeste niveau mod at blive uafhængig af amerikanske techgiganter. Softwarevirksomheden Digisense har netop købt et dansk AI-modul, og sikrer dermed, at virksomheder kan holde samtlige af deres fakturadata inden for EU’s grænser. Det kan være svært at komme uden om USA, når

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 Drives Electronic Design Excellence with Motor Control Resource Hub for Engineers

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Adds Over 60 New Manufacturers to its Industry-Leading Line Card in 2025, Expanding Choices for Customers

  • Elektronikmessen

    Mød SynFlex A/S på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    Free live webinar April 16 on how to achieve Cyber Resilience Act Compliance

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics New Product Insider: Over 40,000 New Parts Added in 2025

  • Elektronikmessen

    Besøg UniFactory på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    Xpedition: Comprehensive approach to Designing Electronics

  • GOmeasure ApS

    Rigol er ny leverandør hos GOmeasure

  • Mouser Electronics

    New eBook from Mouser Provides an Engineering Guide to RF Design and Applications

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Named Bourns e-Commerce Distributor of the Year for Outstanding Digital Performance

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • DI: Digital suverænitet kræver investeringer for milliarder

    02.03.2026

  • Clouden er det nyeste teknologiske grænseland for danske Space Inventor

    02.03.2026

  • Ny dansk cyberløsning kan opdage hackerangreb på få minutter frem for halvanden uge

    02.03.2026

  • Rohde & Schwarz og Viasat samarbejder om NB-NTN IoT-testplan for forbindelse via satellit

    02.03.2026

  • 6.500V/2.000A press-pack IEGT til højvolt DC-overførsel og industrielle drev

    02.03.2026

  • Sysgo viser real-time sikkerhed og CRA-beredskab på Embedded World 2026

    02.03.2026

  • Proof-of-concept med mock-ups inden elektronikudvikling

    02.03.2026

  • 75V motordrev IC’er til skalérbare industrielle applikationer

    27.02.2026

  • Recom Power og Bürklin udvider partnerskab i distributionen

    27.02.2026

  • Digisense vil med nyt opkøb gøre europæiske virksomheder uafhængige af USA

    27.02.2026

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