Hvordan skaper man stabile, fleksible og rene miljøer for forskning som foregår ved temperaturer nær det absolutte nullpunktet? Ved Niels Bohr-instituttet i København pågår banebrytende forskning innen kvantemekanikk – og i flere av laboratoriene finnes konstruksjoner bygget med Rollcos aluminiumsprofilsystemer.
Forskning med krav til stabile konstruksjoner
Niels Bohr-instituttet er en del av Københavns universitet og et internasjonalt anerkjent senter for forskning innen kvantemekanikk og utvikling av fremtidens kvantedatamaskiner. Her utføres avanserte eksperimenter i kontrollerte omgivelser, og i flere laboratorier finner man konstruksjoner bygget med Rollcos aluminiumsprofiler.
Rollco har blant annet levert flere typer aluminiumsstativer, flyttbare hyllesystemer samt teleskoperende skinner for tunge applikasjoner – såkalte Teleskopskinner Heavy.
Eksperimenter i praksis – der trial and error gir fremskritt
Thomas Hedegaard arbeider som tekniker ved Niels Bohr-instituttet og har god innsikt i arbeidet som foregår der. Han tok seg tid til å vise oss rundt på instituttet og fortelle om deres spennende prosjekter.
Ved instituttet pågår flere parallelle eksperimenter der ulike materialer og metoder testes for å finne optimale løsninger for fremtidens kvantedatamaskiner. Arbeidet utføres i stor grad av universitetets studenter, som får mulighet til å eksperimentere og prøve seg frem – trial and error – for å finne den beste løsningen. Thomas sammenligner arbeidet ved instituttet med kokker som tester ulike oppskrifter for å komme frem til best mulig sluttresultat.
Hva er kvantemekanikk?
Kvantfysikk, eller kvantemekanikk, er en grunnleggende teori innen moderne fysikk som forklarer hvordan materie og energi oppfører seg på atomært og subatomært nivå. I motsetning til klassisk fysikk beskriver kvantemekanikken en verden der energi forekommer i diskrete nivåer, og hvor partikler kan ha både bølge- og partikkelegenskaper. Usikkerhet og sannsynlighet spiller derfor en sentral rolle, fremfor entydige og eksakte forutsigelser.
En kvantedatamaskin utnytter kvantemekaniske fenomener som superposisjon og sammenfiltring for å behandle informasjon. I stedet for klassiske bits (0 eller 1) brukes kvantebits – qubits – som kan befinne seg i flere tilstander samtidig. Dette muliggjør ekstremt raske beregninger av enkelte problemtyper, for eksempel innen materialforskning, kjemi og legemiddelutvikling.
−273 °C – kaldere enn verdensrommet
Thomas forteller at kvantedatamaskiner er sterkt avhengige av ekstrem kulde for å fungere. Testene ved Niels Bohr-instituttet utføres ved temperaturer nær det absolutte nullpunktet, ofte bare noen få millikelvin – lavere enn −273 °C – noe som er kaldere enn bakgrunnstemperaturen i verdensrommet.
Årsaken er at qubits er ekstremt følsomme for varme. Selv små mengder termisk støy kan forstyrre kvantetilstandene og gjøre beregningene upålitelige. For å oppnå disse ekstreme temperaturene brukes avanserte kryogene kjølesystemer – såkalte kryostater eller «kvantekjøleskap» – som ofte er basert på flytende helium.
Hvorfor aluminiumsprofiler fungerer i renromsmiljø
Forskningen ved Niels Bohr-instituttet utføres i renromsmiljøer, der det er avgjørende å unngå uønskede partikler som kan kontaminere testene.
Aluminium er et materiale som egner seg svært godt i renrom, da det har følgende egenskaper:
- Nesten vedlikeholdsfritt og korrosjonsbestandig
- Lav vekt kombinert med høy stivhet
- Glatt, ikke-porøs overflate som ikke binder partikler
- Ikke-magnetisk
Sporene i aluminiumsprofilene gjør det enkelt å montere tilbehør og justere konstruksjoner ved behov. Det finnes et bredt utvalg av tilbehør for å tilpasse aluminiumsstativer og hyllesystemer. Resultatet er en fleksibel løsning der ingenting er "hugget i stein", slik det ofte er med for eksempel sveisede stålstativer.
Ved Niels Bohr-instituttet designer forskere og teknikere selv sine aluminiumskonstruksjoner. Rollcos rolle er deretter å hjelpe med å omsette ideene til ferdige og funksjonelle løsninger, med komponenter som oppfyller både renromskrav og kravene i komplekse laboratoriemiljøer.
Digital tilgjengelighet og relasjoner som betyr noe
Thomas forteller at man ved Niels Bohr-instituttet verdsetter gode relasjoner med sine leverandører. God service og raske svar er viktig – noe han også mener kjennetegner samarbeidet med Rollco.
Han fremhever også viktigheten av tilgang til digital produktinformasjon på Rollcos nettside:
– Finner ikke studentene informasjonen de leter etter på nett, er risikoen stor for at de går videre til en annen leverandør. Dagens unge ønsker i stor grad å kunne løse ting selv digitalt, uten å måtte ringe eller sende e-post.
Vi takker Thomas og Niels Bohr-instituttet for et svært givende besøk og for muligheten til å få innblikk i deres spennende arbeid innen kvanteforskning.
| Grunnleggende prinsipper og funksjon i kvantemekanikk |
|
| Bruksområder og potensial |
|
