• 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

Allegro MicroSystems optimerer switching-ydelsen i SiC- og GaN-effektdesigns

Design & udviklingEventsPower22. 05. 2026

På den kommende PCIM-messe 2026 i Nürnberg vil Allegro MicroSystems, Inc. demonstrere, hvordan designere kan udnytte det fulde switching-potentiale i wide bandgap (WBG)-komponenter uden den kompleksitet og det overhead, som de ældre arkitekturer tidligere har givet. Selvom SiC- og GaN-enheder

Nedbryd store procesanlæg i moduler og få større fleksibilitet  

Design & udviklingProduktion22. 05. 2026

Procesindustrien står midt i et skifte.Traditionelt er procesanlæg bygget op omkring ét centralt kontrolsystem med SCADA på toppen. Alle komponenter er tæt integreret, hvilket gør strukturen kompleks. Det gør det vanskeligt at håndtere de enkelte moduler individuelt, eksempelvis på et anlæg, inddelt

Ny præsident for Akademiet for de Tekniske Videnskaber

AktueltBranchenyt22. 05. 2026

Rektor for Aalborg Universitet Per Michael Johansen er ny præsident for ATV – Akademiet for de Tekniske Videnskaber. Den nordjyske rektor går til opgaven med et klart mål om, at teknologiudviklingen skal op i tempo. Aalborg Universitets rektor, Per Michael Johansen, er ny præsident for ATV –

Penge fra EIFO og erhvervsikon i ejerkredsen skal styrke P‑Secures europæiske vækst

BranchenytWireless & data22. 05. 2026

Nye EU-regler kræver det, men ikke mange løsninger leverer det. Beskyttelse af medarbejdere, systemer og kritisk infrastruktur er en tiltagende udfordring for myndigheder, samfundskritiske virksomheder og organisationer over hele Europa, der fra juli skal til at leve op til det nye europæiske

Samsung og Google lancerer nye intelligente briller

Design & udviklingIoT & embedded22. 05. 2026

Samsung Electronics og Google har netop løftet sløret for deres nye intelligente briller, også kaldet smart glasses under Google I/O 2026, hvor to premium modeller er vist frem. Brillerne er skabt i samarbejde med Gentle Monster og Warby Parker og er designet til at spille sammen med mobiltelefonen

Aalborg Universitet er Europas bedste inden for energiforskning

BranchenytDesign & udviklingPowerTop22. 05. 2026

Aalborg Universitet er blevet rangeret som det bedst placerede universitet i Europa inden for energiforskning i SCImago Institutions Rankings – Energy 2026. SCImago er en anerkendt ranking inden for energiforskning og bygger blandt listen på forskningspublikationer, videnskabelige citationer og

Spændende konkurrence i manuel lodning på Elektronikmessen 2026’s sidstedag

AktueltEvents21. 05. 2026

Der er en række gimmicks, som på forskellige messer tiltrækker sig en særdeles høj opmærksomhed. HIN A/S havde på sin stand opsat et festligt og fiktivt produktionsforløb, hvor besøgende på standen kunne fremstille en egen "Elektronikmessen 2026" nøglering med LED-lys og med brug af Wellers

TDK udvider portefølje af mikro-POL forsyningsmoduler til AI-edgesystemer

Komponenter & konnektorer20. 05. 2026

TDK Corporation today announced the FS3303, the first member of a major expansion of its micro POL family of ultra‑compact, non‑isolated DC‑DC power modules for optical modules in AI edge systems and other space‑constrained designs. Despite its small footprint of just 2.5 x 2.5 mm and a height of

Humanoid Lab på Teknologisk Institut

AktueltDesign & udviklingProduktion20. 05. 2026

Humanoide robotter åbner nye muligheder inden for automation i din virksomhed. Vil I forstå, hvad de menneskelignende robotter realistisk kan bruges til – og hvor teknologien giver mening i praksis? Humanoid Lab på Teknologisk Institut hjælper til at omsætte virksomheders faglige nysgerrighed til

Robotter og simulatorer har stor indflydelse på eleverne på Mercantecs smedeuddannelser

AktueltBranchenytDesign & udvikling20. 05. 2026

Fremtidens værksted er rykket ind på erhvervsskolen Mercantec i Viborg, efter at Tietgenfonden har støttet projektet med fem millioner kroner. Og pengene har allerede gjort en konkret forskel, og kan måles direkte i smedeelevernes trivsel, som nu ligger en del over landsgennemsnittet. Den

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

    Tak for tre dage med gode forbindelser på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    What’s new in Xpedition 2604

  • InnoFour

    What’s new in Valor 2604

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Named Diotec Semiconductor’s e-Commerce Partner of the Year for 2025

  • Würth Elektronik Danmark A/S

    ST Microelectronics og Würth Elektronik afholder Motor Inverter seminar i Aarhus

  • InnoFour

    What’s new in HyperLynx 2604

  • InnoFour

    Evertiq Expo Lund

  • Mouser Electronics

    Mouser Highlights Medical Resource Centre for Next-Generation, Deployable Healthcare Designs

  • Elektronikmessen

    AI-agenter revolutionerer elektronikdesign: Softwarelaget bliver vigtigere end nogensinde

  • InnoFour

    Accelerate and Scale Early Validation with Polarion

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Allegro MicroSystems optimerer switching-ydelsen i SiC- og GaN-effektdesigns

    22.05.2026

  • Nedbryd store procesanlæg i moduler og få større fleksibilitet  

    22.05.2026

  • Ny præsident for Akademiet for de Tekniske Videnskaber

    22.05.2026

  • Penge fra EIFO og erhvervsikon i ejerkredsen skal styrke P‑Secures europæiske vækst

    22.05.2026

  • Samsung og Google lancerer nye intelligente briller

    22.05.2026

  • Aalborg Universitet er Europas bedste inden for energiforskning

    22.05.2026

  • Spændende konkurrence i manuel lodning på Elektronikmessen 2026’s sidstedag

    21.05.2026

  • TDK udvider portefølje af mikro-POL forsyningsmoduler til AI-edgesystemer

    20.05.2026

  • Humanoid Lab på Teknologisk Institut

    20.05.2026

  • Robotter og simulatorer har stor indflydelse på eleverne på Mercantecs smedeuddannelser

    20.05.2026

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