Foto Joachim Rode

Kvanteteknologi strider mod al sund fornuft

fredag 08 dec 17

Kontakt

Ulrich Busk Hoff
Postdoc
DTU Fysik
45 25 32 64

Blå bog

Ulrich Busk Hoff er 35 år. Han er gift, har en dreng på 6 år og venter et barn til november. Bor på Islands Brygge i København.

2015- Postdoc ved DTU Fysik, med et halvt års afbræk som postdoc ved University of Queensland i Australien

2015: Ph.d. i fysik, Danmarks Tekniske Universitet

2010: Gymnasialt pædagogikum, Syddansk Universitet

2007: Cand. scient. i fysik fra Københavns Universitet

2006: Specialestudie ved École Normale Supérieure i Paris

2001: Matematisk student fra Odder Gymnasium

I kvantefysikkens verden kan ting være to steder på en gang. Postdoc Ulrich Busk Hoff vier en stor del af sin tid til at fortælle om det fascinerende fænomen.

Det er en ganske almindelig morgen. Familien Hoff er bænket rundt om bordet til dagens første måltid. Pludselig rykker seksårige Bertram sin stol over ved siden af Ulrichs, ser alvorligt på ham og siger: ”Far, det der med kvantefysik, det skal vi lige tale lidt om.”

’Den tager vi lidt senere’, ville andre travle mennesker måske sige, men Ulrich lader ikke sådan en chance gå fra sig; sønnen får lige på stedet en historie om kvantefysikken. Ulrich fortæller også, at han samme aften skal holde et foredrag om kvanteteknologi, hvortil Bertram tørt bemærker: ”Kvanteteknologi er et meget langt ord.”

Og det har han jo ret i; ordet refererer oven i købet til nogle fænomener, som man ikke møder i dagligdagen; det er det, Ulrich synes, er så fascinerende. Han tør ikke sige, at han selv forstår helt til bunds, hvad kvantefysik er. Netop derfor er det så dejligt at få lov til at svare på sønnens spørgsmål og i det hele taget formidle det til andre mennesker.

”Det tvinger en til at tænke over alt det, man ellers kan have en tendens til at tage for givet. Vi er rigtig gode til at beskrive kvantefænomenerne matematisk og kan eksperimentere med dem og konstatere, at teorierne holder. Ting kan være i superposition, det vil sige i flere tilstande på en gang, og ’entanglede’, det vil sige sammenfiltrede, selv om de befinder sig to forskellige steder. Vi kan ikke se det, men vi ved, at det må være sandt. Det er da vildt fascinerende.”

”Men det er svært at forstå med vores normale begrebsapparat. Når vi analyserer ting i naturvidenskaben, bryder vi det ned i små bokse og forsøger at forstå dem enkeltvis. Det går ikke med entanglement, for her er det helheden, det handler om; to partikler, som udgør et system, lige meget hvad man gør ved dem, bortset fra hvis man måler på dem.”

"Jeg har fundet ud af, at jeg fungerer fint, bare jeg får fire timers søvn; begejstringen og glæden holder mig i gang "
Ulrich Busk Hoff

Ulrich har forsøgt at finde ud af, hvorfor det er så svært for os at forstå entanglement, ved at læse forskellige filosoffer, og via Heisenberg, Popper og Bohm er sporet endt hos Kant. Så nu er han godt i gang med Kants ’Kritik af den rene fornuft’. Han kan i det hele taget godt lide at læse forfattere, der anskuer verden fra alternative vinkler. Det giver ham nogle billeder, som er rigtig gode i formidlingen.

Tæt på Nobel-fysiker

Lige siden han som dreng stod i baghaven med sit teleskop og betragtede stjernerne på den mørke østjyske himmel, har Ulrich været fascineret af naturvidenskab. At finde ud af, hvordan verden er skruet sammen helt ned til mindste detalje. Så efter studentereksamen begyndte han selvfølgelig at læse fysik på KU.

På et tidspunkt i løbet af bacheloruddannelsen deltog han i et forsøg, som gik ud på at få en sky af natriumatomer kondenseret ned i en kvantetilstand, så de begyndte at opføre sig som ét objekt - det såkaldte Bose-Einstein-kondensat.

Det fascinerede den unge bachelorstuderende enormt, og derefter vidste han, at kandidatstudiet skulle handle om kvantefysik. Han lod sig dog ikke nøje med, hvad KU kunne tilbyde, men rejste på et tidspunkt til École Normale Supérieure i Paris og fik lov at lave sit specialestudie i laboratoriet hos professor Serge Haroche, som seks år senere modtog Nobelprisen i fysik for sit arbejde med eksperimentelle metoder til at måle og manipulere individuelle kvantesystemer.

”Det var fantastisk at få lov at lære af nogle af de bedste og endda være involveret i nogle af gruppens publikationer,” siger Ulrich uden på nogen måde at tage ejerskab for de banebrydende resultater.  

”På KU målte vi atomer med lys, i Paris brugte vi atomer til at måle på lys. Begge dele var virkelig spændende. Og det har været en drivkraft for mig lige siden at opleve, hvordan det kan lade sig gøre at bygge eksperimenter, der er så avancerede, at man kan studere naturen på allermindste niveau.”

Hvorfor er himlen blå?

Efter kandidateksamen var det oplagt for Ulrich at starte et ph.d.-studium på KU, men han stoppede, fordi han ikke trivedes. Fysikken var fantastisk interessant, men han kunne ikke finde sig til rette i den nye gruppe.

I stedet kastede han sig helhjertet ind i jobbet som gymnasielærer og blev meget glad for det. Han lavede nye øvelser og afprøvede hele tiden alternative måder at drage eleverne ind i det univers, han selv var så optaget af.

”Jeg blev lidt deprimeret over at opdage, hvor snæver en opfattelse af verden mange af dem havde. De interesserede sig kun for det helt nære; gymnasiet, storcenteret og hjemmet. Så jeg gjorde alt, hvad jeg kunne, for at presse dem ud af den boble og præsentere dem for nogle elementer af naturen, som de kunne blive fascineret af. Bare sådan noget som at overveje, hvorfor himlen er blå; det bør man da undre sig over. Jeg ville gøre dem bevidste om verden: Se, her er noget rigtig spændende, hvis I bare besværer jer med at åbne øjnene.”

Selv om Ulrich efter nogle år som gymnasielærer blev lokket tilbage til forskningsverdenen og fik taget en ph.d. på DTU Fysik, så er han ikke holdt op med at formidle sin viden på mange forskellige niveauer. Han bruger stadig en masse tid på at guide gymnasieelever, folkeuniversitetsstuderende, læsere af videnskab.dk og selvfølgelig DTU-studerende ind i kvantefysikkens forunderlige verden.

”Man kan godt argumentere for, at det er akademisk selvmord at fokusere så meget på formidling, som jeg har gjort. Det tager jo tid fra publiceringen, som vi evalueres på. Men jeg synes, det er fantastisk både at have sine grundvidenskabelige eksperimenter og at prøve at gøre det, man arbejder med, forståeligt for andre,” siger Ulrich. Og en imponerende række af formidlingsinitiativer understreger hans pointe.

Flodhesten Dolph

Det er Ulrichs fortjeneste, at Nanoteket på DTU Fysik er blevet udvidet med kvantefysiske opstillinger, hvor gymnasieelever og DTU-studerende kan lave deres egne forsøg og få syn for sagn; superposition og entanglement er virkelige fænomener og ikke bare formler på papiret.

Det ligger ikke i fagplanerne, at gymnasieelever skal lære om kvantefysik, så Ulrich er også i gang med at udvikle et undervisningsmateriale, lærerne kan bruge, når de skal forberede besøget i DTU’s QuantumLab. Det bliver ikke bare endnu en kedelig lærebog, for efter Ulrichs mening skal der andet end ord til at fange interessen. Derfor har han allieret sig med tegneren Anders Morgenthaler, som han mente ville være den bedste til at koble det komplekse med noget helt lavpraktisk.

”Anders´ spøjse blik på verden matcher fint med kvantemekanikken. Flodhesten Dolph har altid mindet mig om en kvantemekanisk måling. Når vi måler på en superpositionstilstand, og den i samme øjeblik kollapser ned i en veldefineret tilstand, så er det Dolph, der kommer med sin kølle og tvinger kvantetilstanden til at have en særlig egenskab.”

Inden længe kommer der også en børnebog om kvantefysik skrevet og tegnet af forfatteren Jan Egesborg på grundlag af en række forelæsninger, Ulrich og hans gruppeleder, professor Ulrik Lund Andersen, har holdt for ham. Og på lidt længere sigt kan det måske udvikle sig til en tegneserie for de lidt ældre.

Struktur og genbrug

Samtidig med al formidlingen vokser nye eksperimenter frem i fortsættelse af Ulrichs ph.d-projekt. Drømmen er at få små objekter til at opføre sig kvantemekanisk ved hjælp af lys. Det er primært et grundforskningsprojekt, men kan måske føre til nye typer sensorer eller alternative kvante-bits. Ulrich har også påtaget sig at koordinere DTU’s nye samlende indsats på kvanteteknologiområdet, QuantumDTU.

Han skal selvfølgelig også have energi til familien, som om en måned udvides med barn nummer to. Hjemmet er fyldt med guitarer af alle slags, som Ulrich prøver at få tid til at spille på, og et klaver, som han og sønnen er ved at udforske sammen, og familien smutter ofte over i DR Koncerthuset eller andre steder for at høre musik.

Hvordan er det muligt at nå det hele?

”Jeg øver mig i at strukturere arbejdet og sørger for at genbruge så meget som muligt. Og jeg har fundet ud af, at jeg fungerer fint, bare jeg får fire timers søvn; begejstringen og glæden holder mig i gang ... og så af og til en ordentlig skraber i weekenderne.”

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.