EU-støtte til kvanteforskning

Prof. Kjetil Børkje (høyre) og Prof. Lars Morten Johansen, som leder forskningsgruppen Quantum Technology. Foto: Mary Anderson-Glenna
Professorene Kjetil Børkje (høyre) og Lars Morten Johansen. Sistnevnte leder forskningsgruppen Quantum Technology. Foto: Mary Anderson-Glenna

Forskningsgruppen for Kvanteteknologi ved HSN er tildelt forskningsmidler fra EU og Horizon2020 Cofund-programmet QuantERA.


Professor Kjetil Børkje ved Institutt for realfag og industrisystemer er deltaker i prosjektet QuaSeRT (Optomechanical quantum sensors at room temperature). Det har partnere innen både eksperimentell og teoretisk fysikk fra universiteter i Italia, Frankrike, Østerrike, Nederland og Tyskland.

Professor Lars Morten Johansen leder forskningsgruppen, og HSNs lektorutdanning i realfag.

Ekstremt følsomme

Prosjektets mål er grunnforskning på måleinstrumenter/sensorer som er så følsomme at de må beskrives ved kvantefysikkens lover. Nøyaktigheten til mange sensorer avhenger av hvor nøye man kan måle posisjonen til et bevegelig mekanisk element. En slik posisjonsmåling kan gjøres svært nøyaktig, ved å måle lys reflektert fra det bevegelige elementet.

Gravitasjonsbølger

- Et ekstremt eksempel på dette, er de mye omtalte observasjonene av gravitasjonsbølger fra verdensrommet. Nøyaktigheten til en posisjonsmåling vil imidlertid til syvende og sist være begrenset av såkalt termisk støy, dvs. det faktum at alle ting som har en temperatur alltid vil riste litt på seg, forteller Børkje.

Optomekaniske systemer og kvantestøy

Dette forskningsprosjektet omhandler såkalte optomekaniske systemer, hvor elektromagnetisk stråling (f.eks. lys) og mekaniske bevegelser påvirker hverandre.

- Lys kan ikke bare detektere bevegelse, men kan også påvirke bevegelsen gjennom det som kalles strålingstrykk. I de senere år har eksperimentalister lyktes i å bruke lys til å dempe eller kjøle bevegelsen til relativt store mekaniske elementer, slik at den termiske støyen blir fullstendig fraværende. Man må da beskrive den gjenværende mekaniske bevegelsen ved kvantefysikkens lover, og man står igjen med det som kalles kvantestøy, sier professor Kjetil Børkje.

Lys til å kjøle bevegelse

I dette prosjektet skal det utvikles bedre systemer av denne typen hvor man blant annet kan bruke lys til å kjøle bevegelse til kvanteregimet uten andre former for nedkjøling, dvs. direkte fra romtemperatur. Børkje vil fokusere på den teoretiske delen av prosjektet, som blant annet består i å utvikle nye, alternative måleprotokoller for denne type systemer som omgår begrensningene satt av termisk støy.

Fundamentale spørsmål om kvantemekanikk

- I første omgang er prosjektets tema kanskje mest relevant for rent vitenskapelige undersøkelser som krever ekstremt høy målenøyaktighet. Historien viser imidlertid at når eksperimentell grunnforskning når nye høyder kommer gjerne nytteverdien i etterkant. I tillegg til teknologisk relevans, berører denne type forskning også fundamentale spørsmål vedrørende kvantemekanikk for massive systemer, avslutter Kjetil Børkje.

Lektorutdanning i realfag

Professor Lars Morten Johansen leder også HSNs lektorutdanning i realfag.

Der vil du oppleve:

Små klasser.

Nær og personlig oppfølging.

Tilpasset undervisningsopplegg, slik at du ikke går glipp av undervisning når du er ute i praksis.

Besøk av alle foreleserne når du er ute i praksis.

Mange av kursene for våre lektorstudenter gis til dem alene.

Aktiviteter og tiltak for å gjøre deg til en del av studiemiljøet på campus Kongsberg.