• 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

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

Stor tilfredshed med første dag på Elektronikmessen 2026

BranchenytEventsTop20. 05. 2026

Førstedagen på Elektronikmessen i Odense er gået over alle forventninger. Der var fra flere sider en vis skepsis i forhold til format og tidspunkt for 2026-versionen af Elektronikmessen, men alle branchefolk, vi har talt med, har kun haft positivt at sige. Konferenceprogrammet tiltrak et godt og

Toshiba udbygger TC75W-serie af dobbelte CMOS-komperatorer

Komponenter & konnektorer19. 05. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH udbygger sin TC75W-serie af dobbelte CMOS-komperatorer til overstrømsdetektering i industrielt udstyr med introduktionen af TC75W71FU. Med high-speed responstider og et fuldt input-/output-område giver produkterne et øjeblikkeligt shutdown for øget driftssikkerhed og

100/1000BASE‑T1 Single-Pair Ethernet PHY

IoT & embedded19. 05. 2026

I takt med at designere af automotive og industrielle systemer i stigende grad bruger Single Pair Ethernet (SPE) og rene Ethernet-arkitekturer til support i udviklingen af Software‑Defined Vehicles (SDV’er) og komplekse industrielle netværk, vokser også behovet for sikker og skalérbar konnektivitet.

Claudio Christensen er udnævnt til ny direktør for Renewtech

Branchenyt19. 05. 2026

Efter seks år med markant international vækst giver Bjarne Aarup Andersen stafetten videre som CEO for Renewtech. Ny administrerende direktør bliver Claudio Christensen, der kommer med solid erfaring fra IBM og Ahlsell Danmark. Claudio Christensen er tiltrådt den 18. maj og overtager rollen

DI: Klimafremskrivningen vurderer, at 2030-klimamålet står til at blive indfriet

BranchenytPower18. 05. 2026

Årets klimastatus og -fremskrivning (KF26) fra Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet viser, at Danmark fortsat står til at opfylde 2030-klimamålet. Det er et vigtigt skridt for den danske klimaindsats og et klart tegn på, at virksomhederne leverer markante reduktioner. - Jeg hæfter mig ved, at

Højpålidelig Stratos T2-serie af mediekonvertere fra Cinch

Komponenter & konnektorer18. 05. 2026

Den robuste Stratos T2-serie af mediekonvertere fra Cinch Connectivity Solutions bliver nu leveret gennem Powell Electronics, der er leverandør af konnektorer og flere andre komponenttyper til hi-rel applikationer til forsvars-, aerospace- og industriformål. Komponenterne er designet til at give

Djøf: Ledere bruger AI i stor stil – men hver fjerde føler at de mangler kompetencerne

BranchenytWireless & data18. 05. 2026

- Det er problematisk, at så mange ledere ikke oplever, at de har de nødvendige kompetencer til at arbejde med og lede i forhold til kunstig intelligens. Når teknologien allerede fylder så meget i hverdagen, skal kompetencerne følge med, siger Sara Vergo, formand for Djøf. 84% af lederne bruger

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • 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

  • Microchip Technology Inc.

    Næstegenerations 100/1000BASE T1 enkeltpars Ethernet PHY’er integrerer MACsec Security, Time Sensitive Networking og funktionssikkerhed

  • Elektronikmessen

    Ny workshop på Elektronikmessen 2026: Kan 3D print accelerere vejen fra prototype til produktion?

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • 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

  • Stor tilfredshed med første dag på Elektronikmessen 2026

    20.05.2026

  • Toshiba udbygger TC75W-serie af dobbelte CMOS-komperatorer

    19.05.2026

  • 100/1000BASE‑T1 Single-Pair Ethernet PHY

    19.05.2026

  • Claudio Christensen er udnævnt til ny direktør for Renewtech

    19.05.2026

  • DI: Klimafremskrivningen vurderer, at 2030-klimamålet står til at blive indfriet

    18.05.2026

  • Højpålidelig Stratos T2-serie af mediekonvertere fra Cinch

    18.05.2026

  • Djøf: Ledere bruger AI i stor stil – men hver fjerde føler at de mangler kompetencerne

    18.05.2026

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