• 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

Force Technology: Nyt udtryk, større tilgængelighed, samme faglighed

AktueltBranchenytDesign & udviklingTest & mål22. 06. 2026

Force Technology har trykket refresh på det digitale ansigt udadtil med et nyt website og en ny visuel identitet. Samtidig introducerer vi payoffet Derisking Tomorrow, som sætter ord på vores rolle: at hjælpe virksomheder med at navigere i teknologiske muligheder og reducere

Hvordan kommer et grønt og bæredygtig Europa videre?

AktueltPower22. 06. 2026

Førende forskere og virksomheder inden for Power-to-X mødes i Aarhus i næste uge for at diskutere de teknologier, der skal mindske afhængigheden af fossile ressourcer og styrke den grønne omstilling. Det handler ikke kun om at bygge flere vindmøller og solceller, når vi snakker den grønne

Terma sender suveræn intelligens i kredsløb

Design & udviklingTop22. 06. 2026

Terma løfter AI til nye højder med sin centrale rolle i BIFROST-satellitmissionen, et fælles initiativ mellem danske og svenske virksomheder med Forsvarets Indkøbs- og Logistikstyrelse (DALO) og Forsvarets Materielverk (FMV). Til missionen har Terma konstrueret den indbyggede AI-løsning fra

40V N-kanal effekt-MOSFETs i SOP Advance(EWF) huse

Komponenter & konnektorerPower22. 06. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH (“Toshiba”) lancerer tre nye 40V N-kanal effekt-MOSFETs: XPMR5904PB, som er tilgængelig allerede nu, samt XPMR7404PB og XPMR8504PB, der vil være til rådighed inden for en kort tidsramme. Disse komponenter bruger det nyligt udviklede SOP Advance(EWF)-hus og er designet

Kraftig sikkerhedsstyring med Flexi Net

Komponenter & konnektorerProduktion22. 06. 2026

Med Flexi Net introducerer Sick en sikkerhedsstyring til moderne stationære og mobile maskinarkitekturer. Den skalerbare styringsplatform gør det muligt at opbygge et sikkert maskinnetværk langs produktionslinjer og kan udvides med op til tolv Flexi‑I/O‑moduler. Sikkerhedsstyringen behandler op

Brunata udsender nyt regnskab med fortsat vækst

Branchenyt22. 06. 2026

Brunata, som udvikler digitale løsninger til energi- og vandforbrug i ejendomme og forsyningssektoren, har netop offentliggjort nyt regnskab. Omsætningen i den danske del af forretningen steg til 392,2 millioner kroner, hvilket svarer til en vækst på knapt syv procent sammenlignet med året før.

Jabra udnævner Steen Marquard til Regional President for Norden og UK 

Branchenyt22. 06. 2026

Danske Jabra, der er et af verdens førende brands indenfor professionel lyd og video, udnævner Steen Marquard til Regional President for Jabras salgsorganisation i Norden, Storbritannien og Irland. Steen Marquard har været en del af Jabra siden 2013 og har spillet en central rolle i forhold til

STMicroelectronics’ multiplikatorfri PFC-controller til pris- og energifølsomme applikationer

Komponenter & konnektorerPower19. 06. 2026

STMicroelectronics' L6462A transition-mode (TM) PFC-controller reducerer BOM’en og forbedrer effektiviteten, hvilket gør det muligt for forbrugerprodukter og strømforsyninger op til 250W at opfylde strenge miljøvenlige designnormer. L6462A bruger en kurveformsgenerator til at producere en

HIN lancerer ny generation af manuel PCB-depaneling fra Piergiacomi

Produktion19. 06. 2026

Piergiacomi DPF-300EVO er udviklet til skånsom og fleksibel separation af printkort i mindre og mellemstore produktionsserier, hvor behovet for kvalitet og hurtige omstillinger er højt – men hvor investering i en fuldautomatisk router ikke nødvendigvis giver mening. Den nye EVO-version byder

Konfigurer, kombiner og tilpas med Sick Nova og Visionary‑T Mini

IoT & embeddedWireless & data19. 06. 2026

Sicks kompakte 3D‑snapshot-kamera, Visionary‑T Mini med Sick Nova-integration tilbyder med sin enkle betjening og høje datakvalitet en løsning til stort set alle behov inden for 3D Machine Vision. Takket være den fremtidsorienterede 3D time‑of‑flight‑teknologi leverer hver enkelt pixel præcise

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

    Gratis webinarserie om IEC 61340-5-1 og ESD-compliance

  • InnoFour

    What’s new in HyperLynx 2604

  • InnoFour

    Progressive Verification: A practical and effective approach to PCB Design verification

  • ACTEC A/S

    Fra Panasonic Powerline til Energizer

  • Mouser Electronics

    Mouser Earns NEUTRIK America’s Top Awards for Distribution and Revenue Performance

  • ODU Denmark

    Strømlinet test-setup og stabile forbindelser

  • InnoFour

    Xpedition Creepage Shift Left: Strengthen safety and reliability through early validation

  • Mouser Electronics

    Authorised Distributor Mouser Electronics Offers Engineers the Latest in AI and Edge Technologies from Altera

  • HIN A/S

    Industriudsugning handler ikke længere kun om at fjerne røg

  • Microchip Technology Inc.

    Registration Now Open for Microchip’s European MASTERs Conference

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Force Technology: Nyt udtryk, større tilgængelighed, samme faglighed

    22.06.2026

  • Hvordan kommer et grønt og bæredygtig Europa videre?

    22.06.2026

  • Terma sender suveræn intelligens i kredsløb

    22.06.2026

  • 40V N-kanal effekt-MOSFETs i SOP Advance(EWF) huse

    22.06.2026

  • Kraftig sikkerhedsstyring med Flexi Net

    22.06.2026

  • Brunata udsender nyt regnskab med fortsat vækst

    22.06.2026

  • Jabra udnævner Steen Marquard til Regional President for Norden og UK 

    22.06.2026

  • STMicroelectronics’ multiplikatorfri PFC-controller til pris- og energifølsomme applikationer

    19.06.2026

  • HIN lancerer ny generation af manuel PCB-depaneling fra Piergiacomi

    19.06.2026

  • Konfigurer, kombiner og tilpas med Sick Nova og Visionary‑T Mini

    19.06.2026

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