kvantfysik

En atom i kisel ritad som ett klot med en pil genom. Pilen ska föreställa riktningen på atomkärnans spinn.

Missöde i labbet gav kvantupptäckt

En forskargrupp i Australien hade konstruerat ett experiment med en ensam atom av grundämnet antimon. Atomen var inkapslad i kisel. En mikroskopisk antenn skulle skapa ett svängande magnetfält för att styra riktningen hos en egenskap i atomkärnan som kallas spinn, och som gör kärnan till en liten magnet. När antennen gick sönder fungerade inte experimentet som det var tänkt, men märkligt nog kunde forskarna fortfarande påverka atomkärnans spinn. Nu visade det sig att forskargruppen genom en olyckshändelse hade åstadkommit något som förutsågs teoretiskt redan på 1960-talet, nämligen hur...

Oklart om kvantgravitation

Svar: Beskrivningen av gravitation som en konsekvens av partikelutbyte är en alternativ beskrivning som inte konkurrerar med Einsteins teori. Snarare skulle de två teorierna komplettera varandra. En färdig teori om gravitoner finns dock inte än – det är något som fysikerna fortfarande försöker utarbeta. Gravitationen är en av de fyra naturkrafterna och för de tre övriga – den svaga, den elektromagnetiska och den starka kraften – har fysiken både klassiska och kvantteoretiska beskrivningar. För gravitationen saknas däremot en kvantteori och man har länge försökt att formulera en. I en sådan...

Ultrakalla molekyler avslöjar sin dolda förening

Kemister vet vad som går in i en kemisk reaktion, och vad som kommer ut – men det som händer precis i övergången när nya molekyler bildas är oftast som en svart låda som inte går att se in i. En amerikansk forskargrupp har nu lyckats följa en kemisk reaktion och urskilja mellantillståndet på vägen från det ursprungliga ämnet till slutlig produkt. Martin Rahm är forskare i fysikalisk kemi vid Chalmers, och har läst forskningsartikeln i tidskriften Science . Han berättar att detta är ett av många resultat i ett aktivt forskningsfält: – Det är en del av en spännande utveckling som har hållit på...

Kvantdator slår klassisk dator för första gången

Forskare på Google säger sig har nått en viktig milstolpe för kvantdatorer. I tidskriften Nature beskriver de hur företagets kvantdator har på några minuter lyckats lösa en uppgift som skulle ta 10 000 år för världens snabbaste superdator – en med andra ord omöjlig uppgift. Beräkningen är dock inte särskilt användbar. Den har konsturerat bara för att visa hur en kvantdator för första gången kan slå den klassiska dator, ett mål som fysiker jobbat länge mot. Googles kvantdator, som fått namnet Sycamore, består av 53 kvantbitar som är kvantdatorns motsvarighet till de informationsbärande bitarna...

provrör och kolvar med färgglada kemikalier på ett papper med det periodiska systemet

Tilltryckt atom ger ny kemi

En ny modell beskriver vad som händer när kemin sätts under press. – En häftig sak är att det periodiska systemets struktur ändras vid extrema tryck. De flesta alkalimetaller förvandlas till exempel till övergångsmetaller, säger Martin Rahm, forskare på Chalmers, som har arbetat med att ta fram den nya modellen . Det periodiska systemet fyller 150 år i år, och utvecklas alltså fortfarande. De förändrade atomerna kan också bilda kemiska föreningar och kristallstrukturer som annars är omöjliga – till exempel metalliskt väte och nya typer av supraledare. Vilka kemiska reaktioner som kan inträffa...

Han bromsar ljuset

Tänk dig en liten höjd med utsikt över en grönskande dal. På höjden står en rad med glasrutor, som fönster utan hus. Tänk dig att ljuset från vyn bromsas in i glaset och bara färdas någon millimeter per år. Det som syns genom rutorna är vad som fanns på andra sidan för länge sedan. De riktigt tjocka fönstren innehåller ljus från tio år av lantlig idyll. Den här tänkta scenen är hämtad från den klassiska science fiction-novellen Light of other days av Bob Shaw, skriven 1966. I berättelsen vill ett olyckligt ungt par köpa en sådan fönsterruta med lagrad utsikt till sitt hem. Novellen handlar i...

Prototype of the core of a trapped ion quantum computer. Credit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Kvantdatorn på väg att lämna labbet

Forskningen kring kvantdatorer har fått ett rejält uppsving de senaste åren. Både universitet och storföretag som Google och Microsoft satsar stora pengar på att utveckla tekniken, som lovar långt snabbare beräkningar än med dagens datorer. Men de kvantdatorer som hittills byggts i laboratoriemiljö är små och har mycket begränsad beräkningskapacitet. Det vill en internationell forskargrupp ändra på. I senaste numret av tidskriften Science Advances presenterar de en ritning till en storskalig kvantdator. – Vi har börjat arbeta med en prototyp för att demonstrera tekniken. Den väntas stå klar...

Fysik i plattlandet får Nobelpris

NOBELPRIS 2016: Ett stycke materia har längd, bredd och höjd. Men i tillräckligt tunna skikt, där höjden kan ignoreras, kan oväntade fenomen uppträda. Det handlar om tydliga och mätbara fenomen, som väntas få betydelse inom materialvetenskap och elektronik. Till exempel kan egenskaperna i ett material ändras abrupt, på ett sätt som kan jämföras med när en vätska stelnar eller kokar. Den här typen av förändring kallas för en fasövergång, och i vår vardag brukar vi bara uppleva materia i gasform, flytande eller fast fas. Men när det blir riktigt kallt, nära den absoluta nollpunkten, kan materia...

Kvantfysiken och mystiken

”I den här boken applicerar vi kvantfysikens lagar i våra liv” står det i presentationen av boken Livet med kvantfysiska glasögon . I pratbubblan på bokomslaget säger författarna ”Vi lovar dig som läser boken mirakler därför att vetenskapen faktiskt säger det”. När DN granskade boken förbluffades många av författarnas drastiska påståenden om vad kvantfysiken skulle ha att säga om människolivet, om hälsa och sjukdomar, och om chansen att få en lägenhet. Sådana utsagor har naturligtvis ingenting att göra med den kvantfysik som med matematiska funktioner beskriver partiklar och hur de...

Sjungande atomer kan visa vägen

En grupp fysiker i Göteborg lyckades skapa en atom som de kunde prata med via ljudvågor. Det vanligaste sättet att hålla kontakt i atomvärlden är annars med ljus. Ljudvågorna rör sig dock 100 000 gånger långsammare än ljuset och därför kan de lättare manipuleras. Kvantfysikaliska förlopp i atomen går då att följa direkt medan de pågår. Hur lät det? Som en D-ton, fast 20 oktaver över den högsta tangenten på ett piano. – Vi har öppnat en ny dörr till kvantfysikens värld, där vi kan lyssna till och prata med atomer, säger Per Delsing, ledare för forskargruppen. Vår långsiktiga strävan är att...

Kvantkatten avbildad med ljus som saknas

Ett nytt kvantkonststycke utfördes nyligen av forskare vid Institutet för kvantoptik i Wien. De lyckades avbilda en katt, utan att ljuset ens snuddade vid den. Forskarna utnyttjade ett känt kvantfenomen, där ljuspartiklarna, fotonerna, flätas samman. På ett oförklarligt sätt vet då den ena partikeln vad den andra gör. Den mot kvantfysiken skeptiske Albert Einstein avfärdade detta som en spöklik verkan på avstånd, något som den klassiska fysiken förbjuder. Ingenting, alltså ingen information, kan fara snabbare än ljuset så det måste ta tid för två partiklar att hålla reda på varandra. Otaliga...

Nu har bisarra kvanteffekter fått begripliga mått

Schrödingers katt är måhända ett av de mest kända exemplen på hur galen kvantfysiken kan vara. Det var en katt i huvudet på österrikaren Erwin Schrödinger, en av kvantfysikens pionjärer. I sitt tankeexperiment talade Schrödinger om en katt instängd i en låda, som både är levande och död ända tills någon tittar efter. Det är ett extremt exempel på vad kvantfysiken kallar superposition – att atomer kan finnas i två tillstånd samtidigt innan en mätning görs som bryter förtrollningen. I princip ska kvantfysiken styra allt, inte bara den mikroskopiska världen utan även vår vardag. Men så är det ju...

Kvantgas lurar termometern

En grupp fysiker i Tyskland har lyckats skapa gas med en temperatur under den absoluta nollpunkten. Nya exotiska kvantmaterial hägrar, liksom också en möjlig lösning på en kosmologisk gåta om vad den mörka energin som töjer ut hela universum är för något. Gasen kan även kopplas till andra bisarra företeelser, som negativt tryck eller maskiner som har en effektivitet på över 100 procent. Negativ temperatur låter som en paradox, eftersom noll Kelvin (– 273,15 grader Celsius) normalt ses som den lägsta möjliga temperaturen. Hur kan då temperaturen falla under absoluta nollpunkten? Paradoxen...

Dyrt att skapa guld ur ingenting

Fråga: Om man lyckas skapa antimateria av ett visst ämne, till exempel guld, och sammanför det med vanligt guld så upphäver ju ämnena varandra.

Sök på sajten