• 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

1 ud af 6 AI-prompts sætter virksomheders data på spil

Wireless & data30. 03. 2026

Check Point Research, som er en del af Check Point Software Technologies, har netop udgivet sin AI Threat Landscape-rapport. Den bygger på data fra januar og februar 2026 og indeholder tal fra virksomheder i 41 lande, herunder Danmark. Analysen viser, at hver sjette prompt indeholder potentielt

Højt integreret 24‑kanals mixed‑signal IC til luftfarts- og forsvars-styringssystemer

IoT & embedded30. 03. 2026

Microchip Technology lancerer LX4580, en 24‑kanals mixed‑signal IC designet til strømlining af højpålidelige styringssystemer til luftfarts- og forsvarsapplikationer. LX4580 er en højt integreret IC, der erstatter multiple diskrete komponenter med én enkelt komponent, der supporterer synkroniseret

Kompakte og robuste automotive MOSFETs med loddebare flanker

Komponenter & konnektorerPower30. 03. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH (“Toshiba”) lancerer fem nye MOSFET-produkter primært tiltænkt de automotive sektor, hvor designet er en kombination af pladsbesparende fordele og nem montage. N-kanal typerne (XSM6K361NW, XSM6K519NW, XSM6K376NW og XSM6K336NW) og P-kanal typen (XSM6J372NW) af MOSFETs

Industrivirksomheder vil mere end fordoble automatisering af centrale processer inden 2030

BranchenytProduktion30. 03. 2026

Automatiseringen i industrien forventes at stige markant frem mod 2030. Ifølge PwC’s nye undersøgelse ”Global Industrial Manufacturing Sector Outlook” bliver andelen af industrivirksomheder med højt automatiserede processer mere end fordoblet fra 18 % i dag til 50 % i 2030. Undersøgelsen bygger

Aprilsnar? Den står Folketinget for i år

AktueltBranchenyt30. 03. 2026

I den af året, hvor der er godt knald på påskekyllinger her, der og alle steder, så må vi nok erkende, at vi i Danmark nu befinder os i en situation, hvor vi politisk bedst kan sammenlignes med en hovedløs høne. Det gør sådan set også det satiriske indspark, som 1. april uundgåeligt kræver i den

DTU Chipday 14. april

Design & udviklingEventsTop30. 03. 2026

Integreret kredsløbsdesign har været den vigtigste teknologiske drivkraft i mere end 50 år – og vil fortsat være det i årtier fremover. Danmark har etableret sig som en verdensklasseaktør inden for områder som lydbehandling, høreapparatteknologi, trådløs kommunikation og kvanteberegning, og flere

Refurbed og GoPro indgår eksklusivt samarbejde i Danmark

Branchenyt30. 03. 2026

Refurbed, som er Europas hurtigst voksende online markedsplads for istandsatte produkter, indgår nu et nyt samarbejde med GoPro, som er kendt for sine populære actionkameraer. Som en del af aftalen bliver udvalgte istandsatte GoPro-produkter fremover kun tilgængelige hos Refurbed i Danmark, Sverige

Recom træder ind i verdenen af diskret effektelektronik

Komponenter & konnektorerPower30. 03. 2026

Recom lancerer en ny serie af effekt-IC'er og SMD-transformere, der giver kunderne mulighed for at bygge deres egne diskrete DC/DC-isolerede strømforsyninger. Serien omfatter en fuldt integreret fuld bro-ensretter med smart udgangsspændingsbegrænsning, der optager mindre plads på kortet end fire

Phoenix Contact er aktiv på Hannover messen

AktueltEventsKomponenter & konnektorer30. 03. 2026

På årets Hannover-messe 20. – 24. april fokuserer Phoenix Contact på fire emner: Power Reliability, sikker automation, effektiv styretavlekonstruktion og integreret tilslutningsteknologi. Virksomheden vil for første gang udstille sine produkter og løsninger i automationshallen – hal 27 – på stand

DTU’s rektor til kommende regering: Undgå milliardtab – uddan flere ingeniører

BranchenytTop30. 03. 2026

Færre ingeniører er dyrt for samfundet. Sådan lyder én af hovedkonklusionerne i en ny rapport udarbejdet af HBS Economics for DTU. På DTU skal der frem mod 2035 uddannes 4.200 færre ingeniører. Sektordimensioneringen alene mindsker Danmarks BNP med op mod en halv milliard kroner årligt efter fuld

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

    HIN viser rengøring, inspektion og procesudstyr på Elektronikmässan

  • InnoFour

    Discover the power of possibility at Future.Industry 2026 – Virtual Global Event 31 March

  • Mouser Electronics

    Authorised Distributor Mouser Electronics Offers Engineers the Latest in Secure Component Solutions from NXP Semiconductors

  • InnoFour

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

  • Mouser Electronics

    Now at Mouser: NXP Semiconductors’ IW610 Wi-Fi 6 Tri-Radio SoC Elevates Connectivity in IoT Applications

  • Eaton

    Eaton på El & Teknik 2026: Elektrificering stiller nye krav til elnet og industrielle løsninger

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Sponsors 2026 Global Create the Future Design Contest to Inspire Technological Innovation

  • Elektronikmessen

    Mød Simple ERP på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    The hidden complexity of modern power Electronics Design

  • Mouser Electronics

    Mouser’s Autonomous Vehicle Online Resource Centre Addresses Real-World Deployment Challenges

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • 1 ud af 6 AI-prompts sætter virksomheders data på spil

    30.03.2026

  • Højt integreret 24‑kanals mixed‑signal IC til luftfarts- og forsvars-styringssystemer

    30.03.2026

  • Kompakte og robuste automotive MOSFETs med loddebare flanker

    30.03.2026

  • Industrivirksomheder vil mere end fordoble automatisering af centrale processer inden 2030

    30.03.2026

  • Aprilsnar? Den står Folketinget for i år

    30.03.2026

  • DTU Chipday 14. april

    30.03.2026

  • Refurbed og GoPro indgår eksklusivt samarbejde i Danmark

    30.03.2026

  • Recom træder ind i verdenen af diskret effektelektronik

    30.03.2026

  • Phoenix Contact er aktiv på Hannover messen

    30.03.2026

  • DTU’s rektor til kommende regering: Undgå milliardtab – uddan flere ingeniører

    30.03.2026

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