Dagbog Ankomsten til det europæisk-lignende Boston var varm, venlig og lærerig. De første dage blev brugt på at komme byen rundt, snakke med krigsveteraner og nyde de gode vejr på små cafeer. Dagene blev desuden også på Boston Design Center og TD Garden. Tirsdag mødtes jeg med Michael Gutierrez (PhD-studerende) på MIT. Igennem komplekse forklaringer, tegninger og småforsøg forklarede han, hvordan hans gruppe var med til at forbedre ionfælder til kvantecomputere. Fælder, hvor de ved hjælp af magnetiske felter kan holde ioner fanget og derved udnytte disse som qubits (ligesom man kender bits fra en traditionel computer). Onsdag havde professor Philip Kim inviteret på besøg og kaffe i hans lab på Harvard. Her viste hans elever rundt, fortalte om livet på et af verdens dyreste universiteter og forklarede om netop deres forskning i krystaller og fremtidens byggeklods; graphen. Torsdag stod på besøg hos en ægte rosborger, nemlig Professor Lene Hau. En (lidt overraskende) frisk, imødekommende og endda sjov dame, som bød mig velkommen til hendes laboratorier og Harvard. Kulden betød, at en varm kakao og en kop kaffe var nødvendigt på gåturen rundt på USA s ældste universitet. Turen bød på historier om både bygninger, universitetsmiljø og Lenes egen professor-historie, som begyndte på Rosborg. Efter turen inviterede Hau på besøg i hendes laboratorium og forklarede hertil, hvordan hun og hendes gruppe har formået at stoppe en lyspuls, gemme informationerne og sende selvsamme lyspuls af sted andetsteds fra. En verdensopdagelse som nu forhåbentligt skal efterfølges af nye banebrydende opdagelser. Imens cyanobakterier udvikles langsomt i et glas forklarer Hau, hvordan netop disse er del i hendes nye projekt. Et projekt, der skal udnytte proteiner herfra til at danne en ny grøn biologisk energikilde. Fredagen stod på lidt mindre formelt besøg hos Ben Wiehe og MIT Museum. Han kunne forklare, hvordan det verdenskendte tekniske-institut, MIT, var struktureret, og et lidt rodet museum afspejlede meget godt det nørdede og dels mindre konservative universitet. Fredag aften blev brugt i selskab med Isaiah Thomas og andre NBA-stjerner, da New York Knicks gæstede Boston Celtics Naturligvis en kamp Boston vandt efter en voldsom kommerciel og tæt kamp med en stemning, som man end ikke oplever til europæiske topkampe i fodbold.
Efter en weekend i afslapningens tegn, som dog indeholdte alt fra curling til ChinaTown, stod en ny uge for skud. Ugens første dag blev brugt hos Northeastern University i selskab med Professor Webster. Her fik vi os en snak om både det amerikanske skolesystem samt nyligt opdagede bioteknologiske metoder til at styrke implantater, ændre menneskets mikrobiom samt kurere adskillige sygdomme. Med hovedet fyldt (til tider også med mere end mine Biologi C-hjerneceller kunne klare) forlod jeg Professor Webster. Tirsdag mødtes jeg med den danske gæsteforsker Morten Arendt, der fortalte om hans arbejde på Harvard, samt vi fik diskuteret tværfagligt arbejde og processer. Morten fik jeg igen fornøjelsen af onsdag, hvor jeg, efter et besøg hos Museum of Science, deltog i en PhD-forelæsning Igen om mikrobiomer så her havde jeg heldigvis lidt baggrundsviden. Efter en lille time måtte jeg dog give op i at forstå og blot iagttage undervisningen på verdens højeste plan på Harvard School of Public Health En oplevelse i sig selv. Torsdag rullede Amtrak til New York, og her bruges de sidste 5 dage i USA for denne gang. Bl.a. skal arkitektfirmaet bag reetableringen af Ground Zero besøges, men mon ikke der også er lidt højhuse, butikker og en masse andet, der skal besøges. Takker for en yderst interessant tur til Rosborg, men også til alle de inspirerende mennesker jeg har mødt - jeg skal ikke kunne afvise, at jeg viser mig i Bostons studiemiljø igen.
Rapport Kvantecomputer En kvantecomputer bygger på forskellige kvantetilstande. I en oprindelig computer bygger man på bits altså 0 er og 1 er. Hver tilstand for en partikel i kvantecomputeren fungerer som disse bits. Derved kan en bestemt exciteret tilstand være svarende til 1, mens en anden kan være svarende til 0. Som man kender det fra Schrödingers Kat kan kvantemekanike partikler være to steder på en gang. Dermed kan disse bits altså pludselig både være 0 og 1 på samme tid, hvilket åbner op for uanede muligheder og beregningshastigheder. Denne tilstand kaldes en superposition og der regnes på hvad man kalder qubits. For at kunne aflæse disse qubits kræves det, at partiklerne fanges og holdes bestemte steder, hvor man kan holde styr på disse. Dette gøre ved magnetiske felter. Her bruges bl.a. superconductors til at holde ionerne fanget. Man danner ved hjælp af 4 magnetisk ladede stænger til at danne 2 magnetfelter, der fastholder ionerne i midten. Ved at lyse med en laser med en helt bestemt bølgelængde kan man skifte tilstand, hvorved man kan ændre på sine qubits. Hvad man nu arbejder på er, at stabilisere disse ionfælder, så de såkaldte superconducting rings som før omtalt er mere stabile og kan holde ionerne meget præcist.
Lene Hau stopper lyset: Hvad hele forsøget om at stoppe lys handler om er, at nedkøle atomer ned til uendeligt få kelvin. Ved opstillingen bruges natriummolekyler til at danne en gassky, med en temperatur helt ned til nanokelvin. Først og fremmest skal der dannes et vakuum. Luften suges ud, men i praksis suger man ikke alle atomer ud. Dette skyldes bl.a. at brintatomerne er meget hurtige, hvorfor man har lavet en speciel væg, hvor disse kan diffundere ud. Grundet det voldsomme tryk kan man ikke bruge gummipakninger, men må i stedet bruge kobber. Dette er blot en af de mange ingeniør-problemstillinger, man skal tage højde ved, i forsøg som dette. Ved vakuum handler det om at nedsætte temperaturen for natriummolekylerne. Dog skal der først laves en gas, hvilket gøres ved at opvarme natriummolekylerne. Efter at der udelukkende er natriummolekyler i gasskyen er formålet at sænke temperaturen på disse molekyler, hvilket som bekendt hænger sammen med hastigheden for molekylerne. Derved skyder man en laserstråle på molekylerne, som får dem til at excitere. Elektronen i den yderste skal springer derved ud, men når denne skal tilbage i dens oprindelige skal udsendes en foton. Her bruger man, at denne foton udsendes i en random retning, hvormed at molekylet over en længere periode vil fortsætte sin vej gennem forsøgsopsætningen, men nedsætte sin hastighed. Da molekylerne dog stadig bevæger sig med en høj hastighed vil man grundet dopplereffekten være nødsaget til at sende en laserstråle med en anden frekvens end den teoretiske energi for exciteringen. Dette styres ved magnetfelter, som ved forskellige vindinger alt efter molekylernes hastighed ned gennem forsøgsopstillingen vil søge for, at laserstrålen har den rette bølgelængde. Gennem forsøget holdes molekylerne ved hjælp af et magnetfelt. Som molekylerne bevæger sig længere sænkes temperaturen ved at sænke hastigheden. Dette gøres som beskrevet ved at belyse molekylerne med en laser. Efter at have bevæget sig et stykke ved når molekylerne et punkt, hvor atomet har en temperatur nærmest uendeligt tæt på det absolutte nulpunkt. Atomerne i skyen vil tilmed bevæge sig sammenhængende og er derfor frie for støj. Stoffet man nu har er en atomsky, med en temperatur helt tæt på det absolutte nulpunkt - endda kun en milliardtedel grad over det absolutte nulpunkt. Dette kaldes for et Bose- Einstein-kondensat. Der er til denne sky en særlig koblingslaser, som kan slukke og tænde for skyen. Sender man en lyspuls ind i kondensatet vil denne bremses. Når eksempelvis en lyspuls, som oprindeligt kan være omkring 1 km lang rammer gasskyen vil denne bremses til få km timen og dermed også blive presset enormt meget sammen. Slukkes der for
koblingslaseren vil lyset endda stoppes helt. Der vil dog stadig være et aftryk af lyset og der dannes dermed en kopi af den oprindelige lyspuls i atomerne, da lyspulsen vil ændre de indre tilstande i atomerne. Man vil endda opdage, at informationen for lyspulsen som nu ligger i atomerne kan flytte sig frit i rum. Dette betyder, at man kan få aftrykket til at flytte sig ud af kondensatet og i frit rum. Derved kan man sende lyspulsen af sted andetsteds fra. Dette betyder uanede muligheder - især indenfor informationsdeling. Muligheder man stadig er ved at undersøge og arbejde på. Grøn energi : Ved Lene Hau gennemgik vi desuden kort hendes nyeste forskning indenfor ny grøn og bæredygtig energi. Forskningen omhandler bl.a. optimering af den bæredygtige energi ved at kombinere naturen og det menneskeskabte. Solceller har en effekt på ca 30%. I laboratorier kan man få effekten op på 40%. Dog menes at man ved andre metoder kan optimere effekten for bæredygtig energi og en af metoderne er, at anvende dele af planternes bakterier og proteiner. Planter har kun en effekt på 1-3% ved fotosyntesen, men dele af planternes omdannelse af sollys til energi (sukker) er yderst effektive. Når planter skal optage sollys og omdanne det til brugbar energi, udnytter de energien i de fotoner, der udgør Solens stråler. Fotonerne fra Solen rammer nogle antennekomplekser inde i planternes celler. Grunden til at effekten til trods for dette er så lav skyldes, at planterne kun udnytter en begrænset del af energispekret i solens lys. Dog er der dele i planter man kan bruge. Det har nemlig vist sig, at planten vælger den mest energieffektive vej i nogle af dens processer ved at bruge en kvantefysisk egenskab ved fotonerne. Dermed kan de bevæge sig både som bølger og partikler - og de kan være flere steder på samme tid (kvantemekanisk superposition). Når fotonerne kan være flere forskellige steder på samme tid, kan de tage alle potentielle veje ind i antennekompleksets kerne samtidig og øjeblikkeligt finde den mest energieffektive af dem. Netop dette sker i dele af planten, mens andre dele er enormt dårlige til at udnytte energien. Sættes de effektive dele af planten sammen med menneskeskabte dele for at skabe en ny energikilde menes der, at kunne fremstilles en effektiv og bæredygtig energikilde. Fra planterne bruges cyanobakterierne i Lene Haus forsøg. I disse bakterier kan man udplukke et helt bestemte protein. Det er udelukkende dette protein, som er brugbart og effektivt og det er processen, hvorledes man udplukker disse proteiner, som er vanskelig.
Først og fremmest dannes cyanobakterierne, hvorefter man bruger en centrifuge til at udplukke de bestemte proteiner, da centrifugen skiller proteinerne og andre dele af cyanobakterierne efter masse. Dog er denne metode ikke yderligere præcis og der vil fås en stor mængde af forskellige proteiner og andet affald fra bakterierne. Derfor bruges i sidste fase flere forskellige metoder, hvor en væske med proteinerne og det andet affald løber igennem. Her løber de igennem bestemt lys, reaktionskamre mm. hvilket udskiller præcis de proteiner, som man søger Det er i hvert fald ønskeresultatet. Til slut testers, hvorvidt det er de rigtige proteiner ved en farveindikator, der kun reagerer ved netop disse proteiner.