• 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

Referencedesigns til trefasede invertere for Rohms nye SiC-effektmoduler

Design & udviklingPower20. 03. 2026

Rohm har udgivet referencedesignene "REF68005", "REF68006" og "REF68004" til trefasede inverterkredsløb med de EcoSiC-mærkede SiC-indstøbte moduler "HSDIP20", "DOT-247" og "TRCDRIVE pack" på Rohms hjemmeside. Designere kan bruge dataene i disse referencedesigns til at oprette drevkredsløbskortene.

Ultrakompakte fotorelæer til udvidet temperaturområde fra Toshiba

Komponenter & konnektorer20. 03. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH lancerer fire nye spændingsstyrede fotorelæer, TLP3407SRB, TLP3412SRB, TLP3412SRHB og TLP3412SRLB, der er designet til at imødekomme de behov, som designere, der arbejder på næste generation af test- og måleudstyr, måtte have. De nye fotorelæer tåler nominelt drift

AU-professor leder udvikling af nyt EU-kodeks til synliggørelse af AI-skabt indhold

TopWireless & data20. 03. 2026

2. august 2026 træder nye regler for mærkning af AI-genereret indhold i kraft. En arbejdsgruppe nedsat af Europa-Kommissionen med professor ved Medievidenskab Anja Bechmann som formand arbejder på et adfærdskodeks, der skal hjælpe indholdsproducenter med at leve op til lovgivningen. Forskningen

Fransk designekspertise i pålidelig mikroelektronik

AktueltDesign & udviklingEvents20. 03. 2026

Af Jørgen Sarlvit Larsen På IRPS 2026 (International Reliability Physics Symposium ) konferencen i næste uge, 22.-26. marts i Tucson, Arizona, USA, vil CEA-Leti præsentere sin omfattende forskning inden for pålidelighed i mikroelektronikken. Med syv indlæg vil instituttet belyse sin ekspertise

ODU tilslutter sig FN’s Global Compact

Branchenyt20. 03. 2026

En af verdens førende producenter af konnektorsystemer, ODU, har netop tilsluttet sig FN's Global Compact (UNGC) - verdens største initiativ for bæredygtig og ansvarlig forretningspraksis. Global Compact samler over 26.000 virksomheder og organisationer fra mere end 160 lande, som forpligter sig til

Højt placeret dansker får ny toppost i IFS

Branchenyt20. 03. 2026

Christian Pedersen er tiltrådt som Chief Innovation Officer i IFS, hvor han får ansvaret for at drive virksomhedens målrettede arbejde med Industrial AI. Den erfarne danske techprofil har siden 2018 været en del af topledelsen i IFS, senest som Chief Product Officer med ansvar for udviklingen af IFS

PCB-seminar: Få styr på design, produktion og pålidelighed

AktueltDesign & udviklingEvents20. 03. 2026

Icape Denmark A/S inviterer til et inspirerende PCB-seminar i samarbejde med Altoo og Circle Consult, hvor de tre virksomheder samlet dykker ned i best practice, design pitfalls og de nyeste teknologier inden for elektronikudvikling. Icapes Henrik Jensen er en af keynote foredragsholderne ved dette

SDU tester redningsdroner i Arktis

Design & udviklingTop18. 03. 2026

Enhver, der har set DR-dokumentarserien ”De arktiske reddere”, ved, at redningsaktioner i Grønland er relativt hyppige, ekstremt alvorlige, og at det kan være overraskende svært at finde dem, der har brug for hjælp, på verdens største ø.   Inden for en årrække kan redderne måske få

Ingeniørforeningen, IDA: It-kriminelle står på spring når årsopgørelsen frigives

AktueltEventsWireless & data18. 03. 2026

Danskerne skal passe på med ikke at falde i de it-kriminelles kløer i forbindelse med, at SKAT den kommende weekend åbner op for den digitale adgang til årsopgørelsen. Det har nemlig udviklet sig til en begivenhed på højde med juleaften, hvor danskerne gladeligt sidder i kø i timevis, og det kan

Danisense udstiller på APEC 2026i San Antonio, Texas, USA, 22. – 26. marts

AktueltEventsTest & mål18. 03. 2026

Danisense udstiller på APEC 2026, der finder sted i San Antonio mellem 22. og 26. marts, 2026 i Henry B. Gonzalez Convention Center. Besøgende kan finde Danisense på stand 2155 hos sin solide distributionspartner i USA gennem mange år, GMW Associates. På messen vil Danisense lancere MK500ID, en

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Elektronikmessen

    Oplev Team Precision Public Company Limited på Elektronikmessen 2026

  • Metronic ApS

    Comet Transmitterer med output til enhver Applikation.

  • InnoFour

    Siemens accelerates integrated circuit design & verification

  • Microchip Technology Inc.

    New BZPACK mSiC® Power Modules Are Designed for Demanding Applications in Harsh Environments

  • Würth Elektronik Danmark A/S

    Gratis Power seminar i Aarhus 14. april 2026

  • ODU Denmark

    Når præcision gør forskellen…

  • Mouser Electronics

    Engineers Look to Mouser Electronics for Wide Selection of STMicroelectronics Products

  • ODU Denmark

    ODU leverer kabelkonfektionering i højeste kvalitet 

  • Elektronikmessen

    Besøg Hamamatsu Photonics Norden AB på Elektronikmessen 2026

  • SynFlex A/S

    Alsidig indstøbningsløsning til krævende elektronikmiljøer

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Referencedesigns til trefasede invertere for Rohms nye SiC-effektmoduler

    20.03.2026

  • Ultrakompakte fotorelæer til udvidet temperaturområde fra Toshiba

    20.03.2026

  • AU-professor leder udvikling af nyt EU-kodeks til synliggørelse af AI-skabt indhold

    20.03.2026

  • Fransk designekspertise i pålidelig mikroelektronik

    20.03.2026

  • ODU tilslutter sig FN’s Global Compact

    20.03.2026

  • Højt placeret dansker får ny toppost i IFS

    20.03.2026

  • PCB-seminar: Få styr på design, produktion og pålidelighed

    20.03.2026

  • SDU tester redningsdroner i Arktis

    18.03.2026

  • Ingeniørforeningen, IDA: It-kriminelle står på spring når årsopgørelsen frigives

    18.03.2026

  • Danisense udstiller på APEC 2026i San Antonio, Texas, USA, 22. – 26. marts

    18.03.2026

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