• 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

Millionstøtte skal løfte erhvervsuddannelser i Centraleuropa

AktueltBranchenyt28. 01. 2026

Moderne undervisningscentre, nye uddannelsesprogrammer for unge landbrugselever og kunstig intelligens i undervisningen. Det er blot nogle af de initiativer, som fremover bliver mulige gennem støtte fra Villum Fonden. I alt ti projekter i Polen, Tjekkiet, Slovakiet og Ungarn modtager samlet over 90

Kompakte 1U 3500W rackmonterede forsyninger med mulighed for hot-swapping

Power28. 01. 2026

TDK Corporation annoncerer TDK-Lambda HFE3500 serian af rackmonterede industrielle 3500 W strømforsyninger. Hvert 1U højt 19”-rack kan rumme op til fire strømforsyninger, der samlet leverer op til 13.300W eller fungerer som et redundant hot-swap-system. De interne ORing MOSFET'er og

Internationale topnavne klar til robotkonference i Odense 6. maj

AktueltEvents28. 01. 2026

Når NextGen Robotics LIVE løber af stablen som en del af Week of Robotics, bliver det med markante navne på programmet. Et bredt felt af eksperter har allerede meldt deres ankomst, og flere er på vej. Blandt oplægsholderne er for eksempel den finske cybersikkerhedsekspert Mikko Hypponen, som med

Tre forretningskritiske faldgruber i automationsprojekter

Design & udviklingProduktionTop28. 01. 2026

Automatisering og robotteknologi kan forvandle din virksomheds produktivitet – men desværre også ende som dyre lærepenge, hvis du træder forkert. Her får du tre forretningskritiske faldgruber og en håndfuld konkrete veje udenom dem fra Teknologisk Instituts eksperter. Det er sjældent teknologien,

Motordriver-board fra Toshiba og MikroE strømliner prototyping

Design & udviklingIoT & embeddedPower27. 01. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH har i partnerskab med MikroE integreret sin SmartMCD til to DC-børstemotorer i et SmartMCD TB9M001FTG board. Det nye board gør designere af automotive systemer i stand til at udvikle en TB9M001FTG smart motorstyrings-driver til applikationer som elektriske soltage,

300W jernbane DC/DC-forsyning med 110VDC ud og 12:1 input

Power27. 01. 2026

Recom har udvidet sit 300W jernbane DC/DC-sortiment med den omkostningseffektive RMD300-110-110SUW-model, der har en fuldt reguleret 110 V DC-udgang. Indgangsområdet er ultrabredt 12:1 eller 16,8 V til 137,5 V, for at dække alle almindelige nominelle jernbanespændinger over hele verden, med fald og

Nu kan man blive ingeniør fra DTU på Risø

Branchenyt27. 01. 2026

DTU Risø Campus er kendt for sine førende forsknings- og innovationsmiljøer inden for blandt andet bæredygtige energiteknologier og -systemer. Nu bliver aktiviteten på campus udvidet med en helt ny ingeniøruddannelse med titlen Industriel Teknologi. Til sommer begynder de første

STMicroelectronics’ hybridcontroller forenkler implementering af ​​USB-C sink-applikationer

Komponenter & konnektorerPower26. 01. 2026

STMicroelectronics' STUSB4531 USB Power Delivery (PD) sink-controller introducerer en ny, patenteret hybridtilstand, der forenkler implementeringen af ​​valgfrie USB PD-funktioner for at give merværdi i USB-drevne og USB-opladelige enheder. STUSB4531 indeholder en certificeret, fast USB PD-stack,

Analyse: Er smertegrænsen for manglende cybersikkerhed i det offentlige nået?

AktueltWireless & data26. 01. 2026

De offentlige myndigheder er under pres. Over halvdelen (57%) af alle offentlige instanser har indenfor det seneste år været ramt af cyberangreb, der direkte har påvirket den daglige drift og dermed myndighedernes evne til at løse deres opgaver. Samtidig viser flere analyser og rapporter, at

126 millioner uddelt til næste generation af forskningsledere

AktueltBranchenytDesign & udvikling26. 01. 2026

Villum Fonden har netop uddelt 126 millioner kroner til 14 yngre forskere og deres banebrydende ideer. Med bevillingen får forskerne mulighed for lede deres eget forskningsprojekt for første gang. Fælles for projekterne er modet til at udfordre det eksisterende og viljen til at skabe noget

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Rohde & Schwarz Danmark A/S

    Rohde & Schwarz invites the EMC community to the virtual DEMC 2026 conference.

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Expands maXTouch® M1 Touchscreen Controller Series for Broader Display Size Coverage

  • HIN A/S

    Stäubli’s MCS charging system sætter nye standarder for EV-megawatt ladning

  • ACTEC A/S

    Batteriløsninger til fremtidens sporings- og logistiksystemer

  • HIN A/S

    Mærkning af kabler er også grøn tankegang

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Expands PolarFire® FPGA Smart Embedded Video Ecosystem with New SDI IP Cores and Quad CoaXPress™ Bridge Kit

  • RODAN Technologies A/S

    Applications Engineer til Produktionsteknisk Afdeling (PTA)

  • RODAN Technologies A/S

    Kryogenisk- og kvanteteknologi

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Launches Military-Qualified Plastic Transient Voltage Suppressors for Aerospace and Defense Applications

  • ACTEC A/S

    Når det bare skal virke – ACTEC leverer batterierne

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Millionstøtte skal løfte erhvervsuddannelser i Centraleuropa

    28.01.2026

  • Kompakte 1U 3500W rackmonterede forsyninger med mulighed for hot-swapping

    28.01.2026

  • Internationale topnavne klar til robotkonference i Odense 6. maj

    28.01.2026

  • Tre forretningskritiske faldgruber i automationsprojekter

    28.01.2026

  • Motordriver-board fra Toshiba og MikroE strømliner prototyping

    27.01.2026

  • 300W jernbane DC/DC-forsyning med 110VDC ud og 12:1 input

    27.01.2026

  • Nu kan man blive ingeniør fra DTU på Risø

    27.01.2026

  • STMicroelectronics’ hybridcontroller forenkler implementering af ​​USB-C sink-applikationer

    26.01.2026

  • Analyse: Er smertegrænsen for manglende cybersikkerhed i det offentlige nået?

    26.01.2026

  • 126 millioner uddelt til næste generation af forskningsledere

    26.01.2026

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