糖果派对

Kvantemekanik har ikke meget tilf忙lles med jazz. Og s氓 alligevel. For ligesom jazzen er kr忙vende og kompleks for den uindviede, s氓 er kvantemekanikken det ogs氓.

Og mens jazz med sine intense, ekspressionistiske spillem氓der udvider musikkens klanglige og rytmiske virkemidler, s氓 udvider kvantemekanikken vores forst氓else for, hvordan verden er bygget op.

I jazz-dokumentaren Music for Black Pigeons bliver saxofonisten Mark Turner spurgt om, hvad han leder efter i musikken. 

鈥滼eg leder ikke efter noget bestemt, men jeg vil opdage noget nyt,鈥� svarer han.

Og nu er vi fremme ved grunden til denne jazz-indk酶ring til en artikel om kvantemekanik.

For selvom leder af POLIMA, professor N. Asger Mortensen, ikke er en udpr忙get jazzcat med en cigaret i k忙ften og en whisky i h氓nden, s氓 er han drevet af det samme som Mark Turner: Jagten p氓 det ukendte. 

- I POLIMA dr酶mmer vi om at opdage nye f忙nomener, som vi endnu ikke aner konturerne af, siger professor N. Asger Mortensen.

Det er s忙rligt udforskningen af lys-stof vekselvirkninger under nye ekstreme forhold, de er optaget af p氓 grundforskningscenteret.

Det giver dem nemlig muligheden for at udforske nye kvanteaspekter af lys, materialer og deres indbyrdes kobling. 

Disse fund kan potentielt f酶re til nye kvanteteknologier til gavn for vores samfund.

Dr酶mmen om nye teknologiske landvindinger

 If酶lge N. Asger Mortensen er dette forskningsfelt erfaringsm忙ssigt et omr氓de, der genererer nye teknologiske muligheder. 

Derfor er han ogs氓 overbevist om, at denne grundvidenskabelige satsning, som etableringen af POLIMA repr忙senterer, er afg酶rende for, at vi som samfund opretholder den fremdrift, der g酶r, at vi er berettigede til at dr酶mme om nye teknologiske landvindinger og nybrud, der l酶bende kan forbedre og udvikle vores samfund.

- Udforskningen af lys-stof vekselvirkninger under nye ekstreme forhold giver en forh氓bning om ogs氓 at opdage og forst氓 nye f忙nomener og forhold, som kun kan tilvejebringes ved hele tiden at rykke gr忙nserne for vores eksperimentelle og teoretiske kunnen, siger han og fors忙tter:

- Det er lidt som at v忙re opdagelsesrejsende, og det er et k忙mpe privilegium, men ogs氓 et stort ansvar, at v忙re blevet givet denne mulighed af samfundet. Der er en medf酶lgende forpligtigelse til hele tiden at v忙re nysgerrig, men det er ogs氓 enormt motiverende.

Kan du beskrive, hvad POLIMA forsker i?

- POLIMA er et grundforskningscenter, hvor vi er nysgerrige p氓, hvordan lys vekselvirker med s氓kaldte polaritoner i f.eks. atom-tynde to-dimensionale materialer eller i metalliske nanostrukturer.

- Polaritoner er lidt popul忙rt sagt halvt-lys-halvt-stof eksitationer, der kan ansl氓s n氓r lys vekselvirker st忙rkt med f.eks. ladningsvingninger i elektrisk ledende materialer (s氓kaldte plasmon polaritoner), gittersvingninger i materialer (phonon polaritoner), eller bundne par af elektroner og manglende elektroner i en halvleder (s氓kaldte exciton polaritoner).

Hvorfor er det vigtigt at forst氓, hvordan lys vekselvirker med materialer i helt ekstreme situationer?

- Denne type nysgerrighedsdreven forskning er vigtig for, at vi hele tiden f氓r udvidet vores grundl忙ggende erkendelser af, hvordan lys vekselvirker med materialer/stof.

- Ved at studere lys-stof vekselvirkninger under ekstreme forhold, f.eks. atom-tynde materialer, f氓r vi nye muligheder for at udforske og opdage nye kvanteaspekter af b氓de lys, materialer og deres indbyrdes kobling. Det er vigtigt for hele tiden at udvide vores erkendelseshorisont og det er potentielt grundlagsskabende for nye teknologier inden for kvanteomr氓det, hvor lys-stof vekselvirkninger er centrale for optisk baseret kvanteinformationsprocessering og optisk kommunikationsteknologi.

- Der er tale om elementer, der er helt centrale for implementering af kvantecomputerteknologi i vores samfund.

- POLIMA er s氓ledes en unik mulighed for b氓de den nysgerrighedsdrevne forskning i dette omr氓de, men det er ogs氓 en platform for uddannelse og talenttr忙ningen af fremtidens ingeni酶rer, fysikere og unge forskere inden for kvanteomr氓det.

Hvad kan det at kontrollere enkelte lyspartikler overhovedet bruges til?

- Den ekstreme kontrol over polaritoner og lys-stof vekselvirkninger giver blandt andet mulighed for at generere og manipulere enkelte photoner/lyspartikler. I mods忙tning til klassiske lysfelter, der indeholder m氓ske tusindvis af fotoner, s氓 er den enkelte foton i sig selv et kvantemekanisk objekt, der udviser kvantemekaniske effekter.

- N氓r vi arbejder med enkelte fotoner, er der alts氓 tale om kvanteoptik. I polariton sammenh忙ng kan man tale om, at b氓de lys og stof er kvantiseret. Muligheden for at skabe og manipulere enkelte lyspartikler er centralt i forhold til lysbaseret kvanteinformationsprocessering og kvantekrypteret optisk kommunikationsteknologi, men rummer ogs氓 potential sensor aspekter.

N氓r vi snakker kvanteteknologi, s氓 n忙vnes nye teknologier som kvantecomputere, kvantekryptografi og kvantesensorer. Hvor modne er disse teknologier? Findes de allerede? Eller hvor langt ude i fremtiden skal vi f酶r disse ting bliver en integreret del af vores hverdag?

- Der er stor optimisme i kvantecomputer milj酶et, hvor nogle har givet indtryk af en tidshorisont p氓 ned til 5 氓r. Jeg tilh酶rer nok den mere skeptiske gruppe, der er opm忙rksom p氓, hvor lang tid det har taget andre teknologier, f酶r de har revolutioneret vores samfund. Se blot p氓 transistoren, laseren, og den optiske fiber 鈥� det tager nemt 20-30 氓r.