• 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

Toshiba lancerer komplementær 30V dual-MOSFET

Komponenter & konnektorer17. 06. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH lancerer nu SSM6L826R, en ny 30 V dual-MOSFET, der samler både N- og P-kanal MOSFETs i én samlet pakke. Produktet er oplagt til applikationer som enfasede BLDC-motorstyringer (børsteløse DC), motorstyringer til konventionelle DC-motorer samt belastnings-switche til

XpressConnect PCIe 6.0 og CXL 3.1 re-timere fra Microchip

Komponenter & konnektorer17. 06. 2026

Med stadigt større AI-arbejdsbelastninger bliver designere af datacentre i stigende grad begrænset med hensyn til signalernes rækkevidde og latency, hvorved værdifulde memory-ressourcer i store GPU-clusters kan forblive uudnyttede. Udfordringerne forstærkes af de højere interconnect-hastigheder. Ved

KMD melder sig ind i Dansk Industri

Branchenyt17. 06. 2026

Med en ny strategi har KMD sat en klar retning. KMD skal fortsat være en stærk leverandør af kritiske it-løsninger til sine kunder, men samtidig i højere grad også være en strategisk partner, der bidrager med indsigt, rådgivning og løsninger på nogle af de største udfordringer, som kunder og

Kompakte 240W GaN-baserede desktop adaptere

Power17. 06. 2026

XP Power introducerer APM240-serien af ​​240W eksterne desktop AC-DC strømforsyninger, der er lette at integrere i medicinske, hjemmepleje (healthcare) og industrielle applikationer. Adapterne er designet til ingeniører, der udvikler løsninger til patientbehandling og patientovervågning samt

CEA-Leti og GlobalFoundries avancerer til næste FD-SOI generation

AktueltDesign & udvikling17. 06. 2026

Franske CEA-Leti og Dresden-baserede GlobalFoundries (GF) forlænger deres mangeårige samarbejde og fremskynder udviklingen af næste generations fully depleted silicon-on-insulator (FD-SOI) substrat. De to partnere har i fællesskab bidraget til, at FD-SOI teknologien i dag er velegnet til

DTU-teknologi med i ny klima-mission på Den Internationale Rumstation

AktueltDesign & udvikling17. 06. 2026

Af Morten Garly Andersen Med udstyr fra DTU Space ombord, blev NASA’s klimamission CLARREO Pathfinder opsendt succesfuldt fra Johnson Space Center i Houston, USA, lørdag 16. maj 2026. - Formålet med CLARREO-missionen er at afdække mere præcist, hvor stor en andel af solens indkommende lys og

Verdens bedste energiforsker er dansk

BranchenytTop17. 06. 2026

Forskning i elektroteknik giver os mulighed for at udnytte energi bedre i vindmøller, elbiler, motorstyring og en lang række andre energisystemer, hvor strømmen skal udnyttes mere effektivt og stabilt. Og den bedste forsker til at finde løsninger på det essentielle område er dansk, hedder Frede

1-bit og 2-bit dual-forsyning bus-transceivere fra Toshiba med support af lavvolt niveauskift

Komponenter & konnektorer15. 06. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH (« Toshiba ») udvider sin 74AVC-serie af dual-forsyning bus-transceivere med fire nye 1-bit produkter, 74AVC1T45NX, 74AVCH1T45NX, 74AVC1T45FU og 74AVCH1T45FU samt to nye 2-bit produkter, 74AVC2T45FK og 74AVCH2T45FK. Disse produkter kan bruges til tovejs niveauskift

Højtydende kondensatorer til højvolt SiC-applikationer fra TDK

Komponenter & konnektorer15. 06. 2026

TDK Corporation præsenterer B25696H-serien af ​​MKP DC-til-højfrekvens filmkondensatorer, der er pålidelige og højtydende DC-linkkondensatorer til næste generations SiC-baserede effektelektronik. Med kapaciteter mellem 47µF og 1.280µF og nominelle DC-spændinger fra 900 V til 2000 V har komponenterne

TCS indgår partnerskab med Mistral

Wireless & data15. 06. 2026

Tata Consultancy Services, der er en global leder inden for IT-tjenester, rådgivning og forretningsløsninger, annoncerer  et banebrydende strategisk partnerskab med Mistral, en af verdens førende AI-virksomheder. Som led i samarbejdet er TCS blevet den første globale systemintegratorpartner for

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • 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

  • Mouser Electronics

    Mouser Receives Top Distribution Awards from Vishay Intertechnology for Fifth Consecutive Year

  • Mouser Electronics

    Mouser Named 2025 High Service Distributor of the Year for Fourth Time by Hirose Electric

  • InnoFour

    What’s new in BluePrint-PCB 2604

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Announces TimePictra® 12 Platform to Strengthen Synchronization Management for Critical Infrastructure

  • Mouser Electronics

    Mouser Highlights Practical Security Resources for Engineers Developing Cyber-Resilient Connected Systems

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Toshiba lancerer komplementær 30V dual-MOSFET

    17.06.2026

  • XpressConnect PCIe 6.0 og CXL 3.1 re-timere fra Microchip

    17.06.2026

  • KMD melder sig ind i Dansk Industri

    17.06.2026

  • Kompakte 240W GaN-baserede desktop adaptere

    17.06.2026

  • CEA-Leti og GlobalFoundries avancerer til næste FD-SOI generation

    17.06.2026

  • DTU-teknologi med i ny klima-mission på Den Internationale Rumstation

    17.06.2026

  • Verdens bedste energiforsker er dansk

    17.06.2026

  • 1-bit og 2-bit dual-forsyning bus-transceivere fra Toshiba med support af lavvolt niveauskift

    15.06.2026

  • Højtydende kondensatorer til højvolt SiC-applikationer fra TDK

    15.06.2026

  • TCS indgår partnerskab med Mistral

    15.06.2026

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