• 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

Linak fremtidssikrer elektronikproduktionen på Als med ny SMT-linje

BranchenytProduktion27. 05. 2026

Linak har hen i vinterens løb har fået leveret og implementeret en ny SMT-linje til virksomhedens elektronikproduktion på Als. Linjen er leveret af Eltraco og består af en MY700 jetprinter og en A40DX pick-and-place-maskine fra Mycronic samt en THT AOI-løsning fra MEK. Investeringen er en

Presset elnet kræver smartere styring af elektrisk energi

Design & udviklingPower27. 05. 2026

Det europæiske elnet er under massivt pres. Elektrificering af transport og industri, nye datacentre og energikrævende PtX-anlæg får efterspørgslen efter elektrisk energi til at stige markant, og mange projekter må vente på nettilslutning, fordi infrastrukturen ikke kan følge med. – I

Grinns innovative moduler bliver nu leveret gennem DigiKey

BranchenytDesign & udvikling27. 05. 2026

En nyligt indgået aftale mellem Digikey og polske Grinn vil give designere global adgang til Grinns hardware-løsninger gennem én samlet sourcingkanal og med kvanta fra prototyping til volumenproduktion, forlyder det fra vores norske kollega, Elektronikknett.no. Gennem DigiKeys platform kan kunder

Forskningen rykker ud til SMV’erne

BranchenytDesign & udviklingWireless & data27. 05. 2026

Fire nye ambitiøse projekter inden for cybersikkerhed, digital tillid og sikker AI-kommunikation har netop modtaget finansiering som led i partnerskabet Next Generation Cyber Security. De nye projekter arbejder med nogle af de vigtigste spørgsmål i vores digitale hverdag: At kunne stole på den

Techday sætter fokus på industriens næste store udfordringer

AktueltDesign & udviklingEventsPowerWireless & data27. 05. 2026

Danske industrivirksomheder står midt i et teknologisk og regulatorisk gearskifte, hvor nye specifikationer og muligheder rammer driften fra flere sider. NIS2 og kommende Cyber Resilience Act øger behovet for overblik, dokumentation og modstandsdygtighed. Samtidig får automationsbranchen med kunstig

Nyt initiativ skal styrke europæisk elektronikindustri

AktueltBranchenytDesign & udvikling27. 05. 2026

RESOLVE er et strategisk initiativ, som 18 RTO'er (research and technology organizations) i Europa nu er gået sammen om med det formål at designe og udvikle den næste generation af elektroniske komponenter og systemer samt accelerere overførslen af denne forskning til europæisk industri. Initiativet

Slutrapport: Elektronikmessen 2026 viste en branche i bevægelse

EventsTop27. 05. 2026

Der blev lyttet, diskuteret og netværket intenst i Hal C på OCC i Odense, da Elektronikmessen 2026 samlede ca. 1.900 fagfolk fra den 19.–21. maj. For mens elektronikbranchen står midt i store forandringer, var det især behovet for ny viden og konkrete perspektiver, der fyldte på årets messe. Ved

Allegro MicroSystems optimerer switching-ydelsen i SiC- og GaN-effektdesigns

Design & udviklingEventsPower22. 05. 2026

På den kommende PCIM-messe 2026 i Nürnberg vil Allegro MicroSystems, Inc. demonstrere, hvordan designere kan udnytte det fulde switching-potentiale i wide bandgap (WBG)-komponenter uden den kompleksitet og det overhead, som de ældre arkitekturer tidligere har givet. Selvom SiC- og GaN-enheder

Nedbryd store procesanlæg i moduler og få større fleksibilitet  

Design & udviklingProduktion22. 05. 2026

Procesindustrien står midt i et skifte.Traditionelt er procesanlæg bygget op omkring ét centralt kontrolsystem med SCADA på toppen. Alle komponenter er tæt integreret, hvilket gør strukturen kompleks. Det gør det vanskeligt at håndtere de enkelte moduler individuelt, eksempelvis på et anlæg, inddelt

Ny præsident for Akademiet for de Tekniske Videnskaber

AktueltBranchenyt22. 05. 2026

Rektor for Aalborg Universitet Per Michael Johansen er ny præsident for ATV – Akademiet for de Tekniske Videnskaber. Den nordjyske rektor går til opgaven med et klart mål om, at teknologiudviklingen skal op i tempo. Aalborg Universitets rektor, Per Michael Johansen, er ny præsident for ATV –

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

    Mouser Electronics and Efficient Power Conversion (EPC) Enter Global Distribution Agreement to Deliver High-Performance Power Solutions

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip lancerer 3,3kV HV‑D3 mSiC® Power Modules til brug i solid-state transformere til AI-datacentre

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Helps Power La Roche-Posay Racing Team’s America’s Cup Campaign

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Honoured with Infrastructure Management Distributor of the Year for 2025 by Digi International

  • ACTEC A/S

    ACTEC udstiller på Eliaden i Norge 27. – 29. maj

  • HIN A/S

    Tak for tre dage med gode forbindelser på Elektronikmessen 2026

  • InnoFour

    What’s new in Xpedition 2604

  • InnoFour

    What’s new in Valor 2604

  • Mouser Electronics

    Mouser Electronics Named Diotec Semiconductor’s e-Commerce Partner of the Year for 2025

  • Würth Elektronik Danmark A/S

    ST Microelectronics og Würth Elektronik afholder Motor Inverter seminar i Aarhus

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Linak fremtidssikrer elektronikproduktionen på Als med ny SMT-linje

    27.05.2026

  • Presset elnet kræver smartere styring af elektrisk energi

    27.05.2026

  • Grinns innovative moduler bliver nu leveret gennem DigiKey

    27.05.2026

  • Forskningen rykker ud til SMV’erne

    27.05.2026

  • Techday sætter fokus på industriens næste store udfordringer

    27.05.2026

  • Nyt initiativ skal styrke europæisk elektronikindustri

    27.05.2026

  • Slutrapport: Elektronikmessen 2026 viste en branche i bevægelse

    27.05.2026

  • Allegro MicroSystems optimerer switching-ydelsen i SiC- og GaN-effektdesigns

    22.05.2026

  • Nedbryd store procesanlæg i moduler og få større fleksibilitet  

    22.05.2026

  • Ny præsident for Akademiet for de Tekniske Videnskaber

    22.05.2026

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