Svar på kvantefysikkens ubesvarede spørgsmål

torsdag 30 sep 21

Kontakt

Jonatan Bohr Brask
Lektor
DTU Fysik
30 24 88 92
Ved at vende termodynamikken på hovedet håber Jonatan Bohr brask at kunne give svar på et kvantemekanikkens ubesvarede spørgsmål.

Med en bevilling fra Villum Experiment skal Jonatan Bohr Brask, Lektor på DTU Fysik, til at kaste sig over et af de ubesvarede spørgsmål i kvantefysikken, og han går efter at kunne formulere et håndgribeligt, fysisk princip.

Kvantefysik danner fundament for en stor del af moderne teknologi, inklusiv næsten al IT-hardware og det er svært at forestille sig, hvordan vi skulle klare os i en moderne verden, uden den viden vi har fra kvantefysikken. 

Kvantemekanikkens forudsigelser er blevet bekræftet med stor præcision i et utal af eksperimenter og teknologiske anvendelser. Derfor er det også sikkert at sige, at kvantemekanikken er en ekstremt succesfuld fysisk teori, som har muliggjort disse landvindinger med den dybe indsigt i hvordan lys og stof opfører sig på mikroskopisk niveau. 

Selvom vi har en dyb indsigt i kvantemekanikken, er der stadig en del af strukturen, vi ikke har styr på. For Jonatan er målet at forstå kvantefysikkens grundlæggende struktur.

”Vores forståelse af kvantefysikkens grundlag endnu ufuldstændig. Teorien hviler på matematiske postulater, som fungerer godt som beregningsværktøj, men som mangler forbindelse til et håndgribeligt, fysisk princip”, forklarer Jonatan Bohr Brask, Lektor på DTU Fysik. 

Og med Einsteins specielle relativitetsteori som inspiration vil Jonatan se om han kan finde et princip for kvantefysikken.

”Det, vi gerne vil med dette projekt, er at finde et princip for kvantemekanikken. Einsteins specielle relativitetsteori bygger på den simple idé at lysets hastighed er den samme i alle referencerammer. Hele teorien udspringer af dette enkle princip. Vi vil undersøge, om der findes der et lignende simpelt princip for kvantemekanikken”, siger Jonatan.

Vender termodynamikken på hovedet

Måden at formulere sådan et princip på kunne være at tage udgangspunkt i termodynamikkens love.

”Termodynamik beskriver fysikken i kraftværker, dampmaskiner og andre processer, hvor energi omdannes mellem varme og andre former. Almindeligvis opfattes teorien som en effektiv, makroskopisk beskrivelse, mens de grundlæggende naturlove er dem, der beskriver det mikroskopiske niveau – kvantemekanikken”, forklarer Jonatan. 

Jonatan vil forsøge at vende dette billede på hovedet ved at tage termodynamikkens love som fundamentale begrænsninger på strukturen af den kvantemekaniske beskrivelse. 

”Denne tilgang vil give et nyt perspektiv på kvantefysik med potentiale til at besvare et spørgsmål som har været åbent siden kvantemekanikkens helt tidlige år” siger Jonatan.

Lykkes det Jonatan at formulere sådan et princip vil det, udover ny indsigt i kvantemekanik, potentielt også åbne nye spørgsmål i termodynamik og ændre radikalt på vores forståelse af denne fundamentale teori.

Villum Experiment er en speciel tilgang til forskning

Bevillingerne, der en del af Villum Experiment-programmet, gives til dristige tekniske og naturvidenskabelige forskningsideer, som måske ikke passer ind i de kasser, hvor mange forskningsmidler befinder sig.

Villum Experiment er skabt til tekniske og naturvidenskabelige forskningsprojekter, der udfordrer normen og har potentialet til at ændre den måde, vi tilgår vigtige emner på. Ansøgerne er anonyme for de internationale bedømmere for at skærpe fokus på forskningsidéerne og lade forskerne tænke frit.

Programmet blev lanceret i 2017, og siden programmets start har 246 forskere fået en bevilling.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.