• 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

Renesas afslører branchens første tovejs 650V GaN-switch

AktueltKomponenter & konnektorerPower23. 03. 2026

Renesas Electronics Corporation introducerer branchens første tovejs-switch, der bruger GaN-teknologi i depletion-mode (d-mode) procesteknologi, og som er i stand til at blokere både positive og negative strømme i én komponent med integreret DC-blokering. Højvolt-kredsen TP65B110HRU, der er rettet

SDU med i nyt globalt initiativ som vil gøre software og AI matematisk sikre

IoT & embeddedTopWireless & data23. 03. 2026

Syddansk Universitet og professor Fabrizio Montesi fra Centre for Formal Methods and Future Computing har ledende rolle i nyt internationalt initiativ, der placerer universitetet centralt i udviklingen af fremtidens fundament for software og kunstig intelligens. Projektet CSLib skal udvikle en

TDK introducerer robuste 60A og 80A Oring-moduler

Komponenter & konnektorerPower23. 03. 2026

TDK Corporation introducerer TDK-Lambda i1R ORing FET-moduler, der kan fungere ved op til 60A eller 80A med en maksimal indgangsspænding på 60 Vdc. Disse ORing-moduler er designet til at erstatte traditionelle dioder i applikationer, der kræver ORing-funktionalitet til redundans i strømforsyningen

Manglende kryptering på Instagram bør give anledning til bekymring

Wireless & data23. 03. 2026

Meta har meldt ud, at de fra maj 2026 fjerner end-to-end kryptering fra private beskeder på Instagram. Ændringen kan få stor betydning for, hvordan danskerne bruger platformen – særligt fordi mange i dag benytter Instagram som en helt almindelig beskedkanal i hverdagen. Instagram fylder meget i

Systematic henter endnu en topprofil fra Forsvaret

AktueltBranchenytIoT & embedded23. 03. 2026

Efter 38 år med nøgleposter i Forsvaret skifter brigadegeneral Susanne Kiholm Lund til en stilling som Senior Director i Systematics forsvarsforretning. Den danske softwarevirksomhed leverer kommando-kontrolsystemet SitaWare til NATO og mere end 50 lande verden over, og Susanne skal nu sørge for, at

Katja Ramsing bliver ny direktør i Zebicon

Branchenyt23. 03. 2026

Billund-virksomheden Zebicon har fået ny administrerende direktør. Salgschef Katja Ramsing har overtaget posten, mens stifter og hidtidig CEO Jeppe Hebsgaard Laursen fortsætter i en rolle som strategisk rådgiver. Zebicon arbejder med optisk 3D scanning og måleteknologi til industrien. Siden

SMT Renting får ordre på to nye SMT linjer fra Foxconn i Ungarn

BranchenytProduktion23. 03. 2026

SMT Renting har udvidet samarbejdet med Foxconn i Ungarn, hvor der er placeret en ordre på to nye højkapacitets SMT-linjer til produktionen i Komárom, nær grænsen til Slovakiet. Ordren har en samlet værdi på 3,8 mio. EUR og er indgået via SMT Renting-konceptet. Samarbejdet mellem SMT Renting og

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

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

    Mød EKTOS Group på Elektronikmessen 2026

  • RODAN Technologies A/S

    RODAN Technologies A/S har nået en vigtig milepæl.

  • 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 

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Renesas afslører branchens første tovejs 650V GaN-switch

    23.03.2026

  • SDU med i nyt globalt initiativ som vil gøre software og AI matematisk sikre

    23.03.2026

  • TDK introducerer robuste 60A og 80A Oring-moduler

    23.03.2026

  • Manglende kryptering på Instagram bør give anledning til bekymring

    23.03.2026

  • Systematic henter endnu en topprofil fra Forsvaret

    23.03.2026

  • Katja Ramsing bliver ny direktør i Zebicon

    23.03.2026

  • SMT Renting får ordre på to nye SMT linjer fra Foxconn i Ungarn

    23.03.2026

  • 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

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