• 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

Grinn samarbejder med Renesas om lancering af Grinn ReneSOM-V2H

Design & udviklingIoT & embedded06. 03. 2026

Det tager normalt årevis med krævende hardwareudvikling at bringe et højtydende AI-produkt på markedet. I dag arbejder Grinn sammen med Renesas for at ændre den fordom. Grinn annoncerer nemlig et samarbejde centreret omkring lanceringen af ​​Grinn ReneSOM-V2H, et produktionsklart System-on-Module

Ny, omkostningseffektiv frekvensomformer udvider Beckhoffs drevportefølje

Power06. 03. 2026

Beckhoff Automation har lanceret en ny frekvensomformer, AF1000, for at kunne give maskinbyggere et stærkere fundament for effektiv produktion i mindre og mellemstore applikationer. Frekvensomformeren er ekstremt kompakt, omkostningseffektiv og fuldt integreret i TwinCAT. - For maskinbyggere

Optical Force SFH 7061 og AS7150 fra AMS Osram

Komponenter & konnektorer06. 03. 2026

Med Optical Force SFH 7061 og den analoge frontend AS7150 fra AMS Osram udvider Rutronik sin sensorportefølje med en stærkt integreret løsning til optisk touch-kraft og berøringsregistrering. Med en størrelse på kun 1,8mm × 1,0mm × 0,5mm integrerer den optiske frontend en IR-emitter, en IR-følsom

Kompakte Thermo Fuse varistorer beskytter mod strømme op til 50kA

Komponenter & konnektorerPower06. 03. 2026

TDK Corporation introducerer MT40-serien af ​​ThermoFuse-varistorer (B72240M), en ny generation af overspændingsbeskyttelseskomponenter (SPC), der kombinerer et kompakt design med avancerede sikkerhedsfunktioner. Takket være deres patenterede overstøbningsteknologi og integrerede termiske

ATV: Teknologi skal være et valgtema

AktueltBranchenytEvents06. 03. 2026

Sikkerhed og suverænitet er de vigtigste teknologipolitiske dagsordener for en ny regering. Det peger Akademiet for de Tekniske Videnskaber på i en rundspørge. Midt i et globalt magtspil om AI, energi og kritiske teknologier må teknologipolitik ikke blive valgkampens blinde vinkel. Politikerne

Erhvervslivet i Norden i fælles front: Digital lovgivning spænder ben for konkurrenceevnen

AktueltWireless & data06. 03. 2026

EU-Kommissionen har fremlagt et forslag til den såkaldte digitale omnibus, som skal rydde op i et virvar af digitale regler. Forslaget forhandles netop nu i EU-Parlamentet og blandt medlemslandene. Her er der brug for større ambitioner, mener DI, Svenskt Näringsliv og Finlands Näringsliv EK, som i

Tre dage og een mission: Fremtiden for den embeddede elektronik

EventsIoT & embeddedTop06. 03. 2026

Elektronikken er jo i høj grad Vestens styrke, men vi skal omvendt passe på, at styrken ikke også bliver en svaghed, hvis vi naivt tror på, at systemerne er som udgangspunkt er sikre. Vi bliver i stigende grad udsat for hackerangreb, som ikke bare skyldes ønsker om økonomisk vinding. Flere af de

Den globale mangel på glasfiber plager fortsat printbranchen

BranchenytDesign & udviklingProduktion06. 03. 2026

Den globale mangel på glasfiber fortsætter med at skabe betydelige begrænsninger i tilgængeligheden af PCB-laminater. De mest påvirkede materialer er avancerede printlaminater med høj Tg og lav dielektrisk konstant (Dk). Det omfatter produkter fra Panasonic (Megtron 4, Megtron 6 osv.) og EMC (EM370,

Pickering lancerer Test System Architect til let design og implementering af signalveje

Design & udviklingTest & mål06. 03. 2026

Pickering Interfaces lancerer nu Test System Architect, et gratis online grafisk værktøj, der er  designet til at forenkle designet af signalveje i elektroniske testsystemer, så ingeniører kan designe, konfigurere og visualisere komplette testarkitekturer før implementering. Pickerings

TI accelererer den næste generation af fysisk AI i robotter sammen med NVIDIA

Design & udviklingIoT & embeddedKomponenter & konnektorerTop06. 03. 2026

Texas Instruments accelererer nu den sikre implementering af humanoide robotter i den virkelige verden sammen med NVIDIA. Ved at kombinere TI's realtids-motorstyrings-, sensor-, radar- og strømforsyningsteknologier med NVIDIA's avancerede robotberegnings- samt Ethernetbaserede sensor- og

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Transfer Multisort Elektronik Sp. Z.o.o.

    Push-X in the TME offer – tool-free wiring of the new generation

  • Mouser Electronics

    Mouser Brings Intelligence from the Cloud with Edge Computing Online Resource Hub for Engineers

  • Elektronikmessen

    Besøg Thomsen Electronics på Elektronikmessen 2026

  • RODAN Technologies A/S

    Velkommen til Jette Madsen

  • InnoFour

    Scalable PCB design for growing teams

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Announces Distribution Agreement with iC-Haus to Expand Advanced Semiconductor and Sensor Solutions

  • Microchip Technology Inc.

    New LX4580 is a Highly Integrated 24‑Channel Mixed‑Signal IC for Aviation and Defense Actuation Systems

  • Würth Elektronik Danmark A/S

    Koaksialkonnektorer til kabler

  • Mouser Electronics

    Mouser Explores the Challenges of Powering AI in New Interactive eBook from Renesas Electronics

  • Elektronikmessen

    Oplev Mirit Glas på Elektronikmessen 2026

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Grinn samarbejder med Renesas om lancering af Grinn ReneSOM-V2H

    06.03.2026

  • Ny, omkostningseffektiv frekvensomformer udvider Beckhoffs drevportefølje

    06.03.2026

  • Optical Force SFH 7061 og AS7150 fra AMS Osram

    06.03.2026

  • Kompakte Thermo Fuse varistorer beskytter mod strømme op til 50kA

    06.03.2026

  • ATV: Teknologi skal være et valgtema

    06.03.2026

  • Erhvervslivet i Norden i fælles front: Digital lovgivning spænder ben for konkurrenceevnen

    06.03.2026

  • Tre dage og een mission: Fremtiden for den embeddede elektronik

    06.03.2026

  • Den globale mangel på glasfiber plager fortsat printbranchen

    06.03.2026

  • Pickering lancerer Test System Architect til let design og implementering af signalveje

    06.03.2026

  • TI accelererer den næste generation af fysisk AI i robotter sammen med NVIDIA

    06.03.2026

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