Hur skapar man stabila, flexibla och rena miljöer för forskning som sker vid temperaturer nära den absoluta nollpunkten? På Niels Bohr-institutet i Köpenhamn pågår banbrytande forskning inom kvantmekanik – och i flera av laboratorierna finns konstruktioner byggda med Rollcos aluminiumprofilsystem.
Forskning med krav på stabila konstruktioner
Niels Bohr-institutet är en del av Köpenhamns universitet och ett internationellt erkänt centrum för forskning inom kvantmekanik och utveckling av framtidens kvantdatorer. Här pågår avancerade experiment i kontrollerade miljöer, och i flera laboratorier kan man hitta konstruktioner byggda med Rollcos aluminiumprofilsystem.
Rollco har bland annat levererat flera olika typer av aluminiumstativ, flyttbara hyllsystem samt teleskoperande skenor för tunga applikationer, så kallade Heavy telescopic-skenor.
Experiment i praktiken – där trial and error leder till framsteg
Thomas Hedegaard arbetar som tekniker på Niels Bohr-institutet och är väl insatt i arbetet där. Han tog sig tid att visa oss runt på institutet, och berätta om deras spännande projekt.
På institutet föregår flera parallella experiment där olika material och metoder testas för att hitta optimala lösningar för framtida kvantdatorer. Arbetet utförs till stor del av universitetets studenter som tillåts att experimentera och testa sig fram, trial and error, för att hitta den bästa lösningen. Thomas jämför arbetet på institutet med kockar som provar olika recept för att nå fram till slutresultatet på bästa sätt.
Vad är kvantmekanik?
Kvantfysik, eller kvantmekanik, är en grundläggande teori inom den moderna fysiken som förklarar hur materia och energi uppför sig på atomär och subatomär nivå. Till skillnad från den klassiska fysiken beskriver kvantfysiken en värld där energi förekommer i diskreta nivåer och där partiklar kan uppvisa både våg- och partikelegenskaper. Osäkerhet och sannolikheter spelar därför en central roll, snarare än entydiga och exakta förutsägelser.
En kvantdator utnyttjar kvantmekaniska fenomen som superposition och sammanflätning för att bearbeta information. I stället för klassiska bitar (0 eller 1) används kvantbitar, qubits, som kan befinna sig i flera tillstånd samtidigt. Detta öppnar för extremt snabba beräkningar av vissa problem, till exempel inom materialforskning, kemi och läkemedelsutveckling.
−273 °C, kallare än i rymden
Thomas berättar att kvantdatorer är starkt beroende av extrem kyla för att fungera. Testerna på Niels Bohr-institutet utförs vid temperaturer nära den absoluta nollpunkten, ofta bara några få millikelvin, lägre än −273 °C, vilket är kallare än rymdens bakgrundstemperatur.
Anledningen är att qubits är extremt känsliga för värme, även små mängder termiskt brus kan störa kvanttillstånden och göra beräkningarna opålitliga. För att nå dessa extrema temperaturer används avancerade kryogena kylsystem, så kallade kryostater eller ”kvantkylskåp”, som ofta bygger på flytande helium.
Varför aluminiumprofiler fungerar i renrumsmiljö
Forskningen på Niels Bohr-institutet utförs i renrumsmiljö. Det är viktigt att undvika oönskade partiklar som kan kontaminera testerna.
Aluminium är ett material som lämpar sig väl att använda i renrumsmiljö då det innehar egenskaper såsom:
- Nästintill underhållsfritt och korrosionsbeständigt
- Låg vikt i kombination med hög styvhet
- Slät, icke‑porös yta som inte binder partiklar
- Icke‑magnetiskt
Spåren i aluminiumprofilerna gör det enkelt att montera tillbehör och justera konstruktioner vid behov. Det finns ett rikt utbud av olika tillbehör för att anpassa sitt aluminiumstativ eller sin aluminiumhylla. Det blir en flexibel lösning, där inget är ”hugget i sten”, som vid till exempel svetsade stålstativ.
På Niels Bohr-institutet designar forskarna och teknikerna själva sina aluminiumkonstruktioner. Rollcos roll är sedan att hjälpa till att omsätta idéerna till färdiga, fungerande lösningar, med komponenter som klarar både renrumskrav och komplexa laboratoriemiljöer.
Digital tillgänglighet och relationer som betyder något
Thomas berättar att man på Niels Bohr-institutet värdesätter goda relationer med sina leverantörer. Bra service och snabba svar är viktigt. Det tycker han också är något som kännetecknar deras relation med Rollco.
Han säger även att tillgången på digital information om produkterna på Rollcos webbplats är viktig.
– Hittar inte studenterna den information de söker online, är risken stor att de går vidare till någon annan leverantör. Dagens unga vill i hög grad kunna lösa saker själva digitalt, utan att behöva ringa eller mejla.
Vi tackar Thomas och Niels Bohr-institutet för ett mycket givande besök och för möjligheten att få ta del av deras spännande arbete inom kvantforskning.
| Grundläggande principer och funktion för kvantmekanik |
|
| Användningsområden och potential |
|
