• 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

IFS bliver officiel teknologipartner for Cadillac Formel 1 Team

AktueltBranchenyt11. 02. 2026

IFS spiller en central rolle i forberedelserne af Cadillacs længe ventede Formel 1-debut. Selskabet, der er kendt for sine løsningers præcision, hastighed og innovationskraft, skal levere en forretningskritisk softwareplatform, som sikrer, at de bagvedliggende, vitale processer fungerer effektivt og

Embedded Worlds dramatik fortsætter i 2026

EventsIoT & embeddedTop11. 02. 2026

Som om der ikke var nok udfordringer i verden med hensyn til helbred, klima, fødevarer, infrastruktur og meget andet halløj? Den nuværende geopolitiske situation er fortsætter med at gå amok, og ingen havde vel for 20 – 30 år siden regnet med, at vi igen skulle slås med despoter og vanvidsregimer.

Microchip lancerer familie af 600V gate-drivere til højvolt power-management applikationer

IoT & embedded11. 02. 2026

For at opfylde behovet for højvolt power-management applikationer introducerer Microchip Technology nu sin 600V gate-driver portefølje, der omfatter 12 komponenter leveret i halvbro- high-side/low-side og 3-fasede driver-konfigurationer. Med afsæt i Microchips power-management løsninger er disse

Toshiba lancerer stepmotor-driver IC med næste generation af Advanced Microstep Technology

IoT & embeddedKomponenter & konnektorer11. 02. 2026

Toshiba Electronics Europe GmbH lancerer TB67S579FTG, der er en næste generations stepmotor-driver IC med Advanced Microstep Technology. Den tofasede, bipolare stepmotor-driver er en CC-driver (konstantstrøm), og med sine avancerede funktioner giver driveren en høj effektivitet, lave vibrationer og

Same Sky tilføjer skydepotentiometre til sit program af potentiometre

Komponenter & konnektorer11. 02. 2026

Same Skys Motion and Control Group tilføjer nu skydepotentiometre til sin portefølje af potentiometre. PTNS-familien rummer modstandsværdier mellem 1- og 500kΩ, lineære eller logaritmiske skydere samt længder af modstandselementet mellem 15mm og 60 mm. Skydepotentiometrene er ideelle til styring af

Sensorsimulering til HIL-engine er showstopper hos Pickering Interfaces på Space-Comm Expo

AktueltEventsTest & mål11. 02. 2026

Pickering Interfaces, en førende leverandør af modulære signalswitching- og simuleringsløsninger til brug i test og verificering af elektronik, udstiller sin demo for sensorsimulering til HIL-engines på stand A46 under den kommende Space-Comm Expo Europe 2026, som finder sted 4. og 5. marts i Excel

STMicroelectronics kompakte thyristordriver sparer plads i små apparater

Komponenter & konnektorerPower11. 02. 2026

STMicroelectronics afslører en ultrakompakt thyristor-gatedriver udviklet til små AC-drevne apparater som hårtørrere og med en ny innovativ isolationstransformer, der gør enklere og slankere designs mulig. Den lille nye driver, STSID140-12, er placeret i et 5,35mm x 3,45mm ledningsfrit DFN-hus,

NATO udvider aftale med dansk softwarefirma om træning af soldater

Wireless & data09. 02. 2026

NATO og den danske softwarevirksomhed Systematic har underskrevet endnu en kontrakt, der udvider samarbejdet om træning af soldater og officerer i brugen af NATOs nye digitale kommandosystem til landoperationer, SitaWare Headquarters. Aftalen er en del af det igangværende DEMETER-projekt. Den

Ung forsker fra SDU skal sikre, at vi har kritiske råstoffer nok til den grønne omstilling

Design & udvikling09. 02. 2026

Den grønne omstillings teknologier er dybt afhængige af en række råstoffer som f.eks. kobolt, kobber, nikkel og litium. Som det er i dag, er ressourcerne i høj grad koncentreret omkring nogle få lande og regioner. Det gør forsyningen sårbar overfor bl.a. geopolitiske spændinger og betyder, at den

Anritsu opnår EN 18052:2025-certificering til hybrid eCall-evaluering

Test & mål09. 02. 2026

Anritsu Corp. annoncerer, at deres hybride eCall-evalueringsløsning, der inkluderer eCall-tester MX703330E, har opnået den første europæiske EN 18052:2025-certificering efter test foretaget af Cetecom Advanced, en førende virksomhed inden for certificering af elektronisk udstyr. Certificeringen

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

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

/Nyheder

  • EKTOS A/S

    Rethinking Electronics for Next-Gen Machines for the Real World, Not the Lab 

  • Microchip Technology Inc.

    Production-Ready, Full-Stack Edge AI Solutions Turn Microchip’s MCUs and MPUs Into Catalysts for Intelligent Real-Time Decision-Making

  • InnoFour

    FPGA Forum 2026

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Technology and Hyundai Motor Group Collaborate to Explore 10BASE-T1S Single Pair Ethernet for Future Automotive Connectivity

  • HIN A/S

    Vil du arbejde i krydsfeltet mellem teknik, rådgivning og industri?

  • Elma Instruments A/S

    Flir C8 fra Elma er næste generation i kompakte termiske lommekameraer

  • Microchip Technology Inc.

    New Power Module Enhances AI Data Center Power Density and Efficiency

  • Microchip Technology Inc.

    PIC32CM PL10 MCUs Expand Microchip’s Arm® Cortex®-M0+ Portfolio

  • Eltraco Automation

    Inline vapor phase-maskine fra IBL åbner op for større volumen

  • ACTEC A/S

    Pålidelig energi til el-, vand-, gas- og varmefordelingsmålere

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • IFS bliver officiel teknologipartner for Cadillac Formel 1 Team

    11.02.2026

  • Embedded Worlds dramatik fortsætter i 2026

    11.02.2026

  • Microchip lancerer familie af 600V gate-drivere til højvolt power-management applikationer

    11.02.2026

  • Toshiba lancerer stepmotor-driver IC med næste generation af Advanced Microstep Technology

    11.02.2026

  • Same Sky tilføjer skydepotentiometre til sit program af potentiometre

    11.02.2026

  • Sensorsimulering til HIL-engine er showstopper hos Pickering Interfaces på Space-Comm Expo

    11.02.2026

  • STMicroelectronics kompakte thyristordriver sparer plads i små apparater

    11.02.2026

  • NATO udvider aftale med dansk softwarefirma om træning af soldater

    09.02.2026

  • Ung forsker fra SDU skal sikre, at vi har kritiske råstoffer nok til den grønne omstilling

    09.02.2026

  • Anritsu opnår EN 18052:2025-certificering til hybrid eCall-evaluering

    09.02.2026

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