• 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

STMicroelectronics og Leopard Imaging giver robotterne bedre syn

IoT & embedded27. 03. 2026

STMicroelectronics og Leopard Imaging har introduceret et alt-i-et multimodalt synsmodul til humanoide og andre avancerede robotsystemer. Ved at kombinere ST-billedgenerering, 3D-kortlægning og bevægelsesregistrering med NVIDIA Holoscan Sensor Bridge-teknologien integreres modulet samlet med NVIDIA

Nye højpræcise tykfilmmodstande fra Panasonic Industry giver plads- og priseffektive designs

Komponenter & konnektorer27. 03. 2026

Den nye serie af Panasonics ERJPC højpræcise tykfilmsmodstande giver høje præcisionsniveauer, som tidligere kun har kunnet realiseres med tyndfilmsteknologi, så kunderne opnår en større effekttæthed og priseffektivitet. Med sin TCR (Temperature Coefficient of Resistance) ned til 25ppm/K og stramme

Dronevirksomhed i Odense opruster – nu begynder rekrutteringen

BranchenytDesign & udviklingProduktionTop27. 03. 2026

Da dronevirksomheden Thunderstrike Aviation sidste år åbnede en 5.000 kvadratmeter stor dronefabrik ved HCA Airport i Odense, markerede det starten på en omfattende europæisk satsning. Nu tager virksomheden næste skridt og opruster markant på medarbejderfronten. Thunderstrike udvikler avancerede

Nye BZPACK mSiC effektmoduler er designet til krævende applikationer

AktueltIoT & embeddedPower27. 03. 2026

Microchip Technology lancerer sine  BZPACK mSiC effektmoduler designet til at opfylde de strengeste High Humidity High Voltage High Temperature Reverse Bias (HV‑H3TRB) standarder. BZPACK-modulerne giver en overlegen grad af pålidelighed med strømlinet produktion og alsidige

Danske særkrav lammer solcellemarkedet

AktueltBranchenytPower27. 03. 2026

Nye tekniske særkrav til solcelleanlæg håndteret af Energinet og Green Power Denmark har sat store dele af det danske solcellemarked i stå. Branchen advarer nu om alvorlige konsekvenser for både den grønne omstilling, virksomhedernes konkurrenceevne og Danmarks energisikkerhed. Siden reglerne

ODU lancerer nye ODU-MAC Silver-/White-Line moduler

Komponenter & konnektorer27. 03. 2026

Interaktion mellem mennesker og robotter kan være et komplekst område med høje sikkerhedskrav. Især med højstrøms-løsninger er brugersikkerheden afgørende vigtig. Et vigtigt aspekt er at øge brugersikkerheden, et andet er gøre det, mens produktfordelene bevares. Derfor er ODUs nye ODU-MAC

IDA: Flere unge søger det tekniske gymnasium

Branchenyt27. 03. 2026

I år har 3.227 søgt htx, hvilket er flere i forhold til 2025 og 2024. Sidste år søgte 3.196 og året før lå tallet på 3.193. Den stabile søgning vækker glæde hos Ingeniørforeningen, IDA. Formand for IDA Laura Klitgaard understreger, at Danmark mere end nogensinde før har brug for unge, der vælger

Danisense introducerer ny højpræcisDC- og AC clamp-on strømtransducer

PowerTest & mål25. 03. 2026

Danisense lancerer MK500ID, den første nye og højpræcise DC- og AC clamp-on strømtransducer designet til galvanisk isolerede målinger på op til 500Arms og -DC. MK500ID clamp-on strømtransduceren har en fremragende ydelse inklusive markedets bedste faseskift-karakteristisk på kun 0,05° ved frekvenser

Same Sky lancerer nye tryk og taster til panelmontage

Komponenter & konnektorer25. 03. 2026

Same Skys Switches Group tilføjer nu panelmonterede tryk og switche til sit program af tryk, taster og switche. PB2-, PB3-, PB4- og PB5-serierne er med ringetryk eller afbrydere efter SPST- eller SPST-NO typerne og enten off-on eller off-(on) skiftefunktioner. Alle modeller er som standard i

Dansk Solcelleforening åbner for nye medlemmer

Power25. 03. 2026

Danmark har rundet 5 GW solcellekapacitet. Det markerer en milepæl, men også begyndelsen på næste fase af den grønne omstilling. Derfor inviterer Dansk Solcelleforening nu flere aktører ind i medlemskredsen. På Dansk Solcelleforenings ordinære generalforsamling den 19. marts 2026 vedtog

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • Mouser Electronics

    Authorised Distributor Mouser Electronics Offers Engineers the Latest in Secure Component Solutions from NXP Semiconductors

  • InnoFour

    Free live webinar April 16 on how to achieve Cyber Resilience Act Compliance

  • Mouser Electronics

    Now at Mouser: NXP Semiconductors’ IW610 Wi-Fi 6 Tri-Radio SoC Elevates Connectivity in IoT Applications

  • Eaton

    Eaton på El & Teknik 2026: Elektrificering stiller nye krav til elnet og industrielle løsninger

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Sponsors 2026 Global Create the Future Design Contest to Inspire Technological Innovation

  • Elektronikmessen

    Mød Simple ERP på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    The hidden complexity of modern power Electronics Design

  • Mouser Electronics

    Mouser’s Autonomous Vehicle Online Resource Centre Addresses Real-World Deployment Challenges

  • Microchip Technology Inc.

    Introducing Automotive-Qualified System-in-Package Hybrid MCU for Automotive and E-Mobility Human-Machine Interface Applications

  • Elektronikmessen

    Mød EKTOS Group på Elektronikmessen 2026

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • STMicroelectronics og Leopard Imaging giver robotterne bedre syn

    27.03.2026

  • Nye højpræcise tykfilmmodstande fra Panasonic Industry giver plads- og priseffektive designs

    27.03.2026

  • Dronevirksomhed i Odense opruster – nu begynder rekrutteringen

    27.03.2026

  • Nye BZPACK mSiC effektmoduler er designet til krævende applikationer

    27.03.2026

  • Danske særkrav lammer solcellemarkedet

    27.03.2026

  • ODU lancerer nye ODU-MAC Silver-/White-Line moduler

    27.03.2026

  • IDA: Flere unge søger det tekniske gymnasium

    27.03.2026

  • Danisense introducerer ny højpræcisDC- og AC clamp-on strømtransducer

    25.03.2026

  • Same Sky lancerer nye tryk og taster til panelmontage

    25.03.2026

  • Dansk Solcelleforening åbner for nye medlemmer

    25.03.2026

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