Instituttet ledes af Nils O. Andersen (direktør) og Per Hedegård (vicedirektør til 1.11.2004).

Bestyrelsen bestod desuden af Jens Hjorth, Mogens Høgh Jensen (til 1.11.2004), John Renner Hansen (fra 1.11.2004, vicedirektør), Klaus Mosegaard, rektor Carl P. Knudsen, Helsingør Gymnasium, underdirektør Christian Larsen, OFS Fitel I/S, Jan Brinchmann Christensen, Bent Neumann Jensen, Toke Lund Hansen og Thomas Antonsen.

Jens Viggo Clausen (bestyrer), Per Kjaergaard Rasmussen (vicebestyrer), Jens Hjorth, Lisbeth Fogh Olsen, Karl Augustesen, Niels Michaelsen, Henrik H. Andersen og Anders Johansen.

Aksel Walløe Hansen (bestyrer), Klaus Mosegaard (vicebestyrer), Steffen Bo Hansen og Joanna Gerlings.

Andrew D. Jackson (bestyrer), Gudrun B. Hagemann (vicebestyrer), Hans Bøggild, Mogens Høgh Jensen, Ulla Holm, Mette Lund, Frederik Bundgaard, Peter Hansen, Poul Olesen, Børge Svane Nielsen, Søren Enemark og Katrine Facius.

Finn Berg Rasmussen (bestyrer), Per Hedegård (vicebestyrer), Alfred Jensen og Jan-Erik Revsbech.

Åke Nordlund (formand), Peter Ditlevsen, Peter Hansen, Karsten Flensberg, Mogens Høgh Jensen og Poul Erik Lindelof.

Poul Henrik Damgaard (formand til 1.6.2004), Lene Oddershede, Marie Gudmonsson, Karina Jørgensen, Thomas Døssing (formand fra 1.6.2004), Bodil Helt, Karsten Flensberg, Anders Svensson, Anders Manster, Trine Facius, Hedinn Björnsson og Benny Lautrup.

Dorthe Dahl-Jensen (formand), Katrine Krogh Andersen, Jens Viggo Clausen, Mogens Dam, Finn Berg Rasmussen, Kim Sneppen og Cathrine Fox Maule.

Niels Obers (formand), Peter Ditlevsen, Kristian Pedersen, Olav Syljuåsen, Jan W. Thomsen og Susanne Vennerstrøm.

Per Rex Christensen (formand), Ole Ulfbeck, Jens Jensen, Ray Bates, Uffe Graae Jørgensen, John Hertz (Nordita), Nils Olsen (DRI), Lisbeth Dilling og Lone Gross.

Nils O. Andersen (formand), Arne Lindahl (næstformand), Jens Viggo Clausen, Andrew Jackson, Finn Berg Rasmussen, Aksel Walløe Hansen, Malte Olsen, Fin Hansen, Inger Jensen, Hanne Christensen og Erik Grønbæk Jacobsen.

Instituttet ledes efter en særstyreordning godkendt af Undervisningsministeriet.

2004 blev et godt år for instituttet. På forskningsområdet blev en række centre bevilget eller forlænget, herunder SNF-centrene IDA, ICE og DANSYNC, BioNET (ny bevilling fra Villum Kann Rasmussen Fonden) samt fra Grundforskningsfondens tre nye centre inden for hhv. astrofysik (Illuminating the Dark Universe), biofysik (Models of Life) og strålingsfysik (Molecular Movies). Dette giver således for en årrække et stabilt grundlag for en række af instituttets forskningsprogrammer. Generationsskifteprogrammet er nu for alvor begyndt at sætte sig spor i aktivitetsspektret, og aldersprofilen for instituttets ansatte begynder at nærme sig det acceptable for første gang i en meget lang årrække. Implementering af professorplanen skrider planmæssigt frem og det ledigblevne professorat i Meteorologi er under opslag. Det er i samklang med universitetets ledelse besluttet at styrke instituttets internationale gæsteprogram ved dannelse af "Niels Bohr Academy" som en formel ramme om et internationalt ph.d., post.doc. og seniorforsker gæsteprogram. Indflytning af KMS’s geodæsiaktiviteter som en del af et udvidet Rumforskningsinstitut er under forberedelse og placeres i umiddelbar nærhed af vores geofysikere. Iskerneforskningen styrkes og fornys med ekspertise inden for fossilt dna. Dette, sammen med indflytning af det nye astrofysik grundforskningscenter har nødvendiggjort en samlet nytænkning og optimering af arealudnyttelsen på Rockefellerkomplekset. Et fælles værksted med Danmarks Rumcenter er under indretning, ligesom et nyt fælles biblioteksområde, det fælles kommunikations- og informationskontor og en fælles lounge samles nær hovedindgangen. På instituttets andre adresser er der også sket betydelige løft af bygningsinfrastrukturen.

Betingelserne for en professionel betjening af de studerende på vores uddannelser, som i 2004 oplevede en markant stigning i søgningen, er forbedret ved åbningen af det nye studiekontor i vandrehallen på HCØ, fælles for fysik- og kemiuddannelserne samt nanoteknologi. Det forventes, at matematik snart tilslutter sig.

På formidlingsområdet har en række af instituttets forskningsaktiviteter i årets løb haft stor synlighed i medierne, hvor mange medarbejdere har ydet en stor og fremragende indsats. Ungdomslaboratoriet har haft rekordbesøg af gymnasieklasser, og programmet er under fortsat udbygning. Kulturnatten, arrangeret i fællesskab med Rumforskningsinstituttet, havde besøgsrekord med omkring 2.600 besøgende.

Den 1.1.2005 påbegynder Københavns Universitet for alvor implementeringen af den nye universitetslov, om end der vil gå endnu 1-2 år, før alle ændringer er foretaget, herunder ansættelse af den nye ledelse på universitets-, fakultets- og institutniveau. En række væsentlige, administrative reformer træder i kraft i løbet af foråret 2005, hvorfor instituttets ledelse og bestyrelse i dialog med medarbejdergrupperne har drøftet, hvorledes instituttets ledelses- og infrastruktur, som i det væsentlige er uændret siden instituttets oprettelse i 1992, kunne optimeres med henblik på at leve op til de nye krav. Med forskningen som udgangspunkt er det derfor besluttet at tage udgangspunkt direkte i forskningsgrupperne, således at afdelingsstrukturen erstattes med en gruppestruktur pr. 1.1.2005, hvor også instituttets navn forenkles. Forskergrupperne, ledet af en forskningsleder og med egen rammebevilling til forskningsformål, betjenes primært af en gruppesekretær lokaliseret i gruppen, sekundært af en fælles personale-, regnskabs-, og budgetenhed ledet af institutadministratoren. Rækken af øvrige funktioner (edb, værksteder, bibliotek, osv.) ledes af en funktionsleder. De forskellige forsknings- og funktionsledere refererer direkte til institutlederen. Denne struktur forventes at kunne løfte de kommende opgaver med et økonomisk personaleforbrug, samtidig med at sekretærbetjeningen af forskerne forbedres. En samlet beskrivelse af den nye struktur kan findes på instituttets hjemmeside. Justeringerne af ledelses- og infrastrukturen skulle således give grupperne et godt afsæt til at gå styrket ind i konkurrencen om de kommende års øgede midler til forskning og forskeruddannelse, som kan forudses at blive til rådighed, såvel nationalt som på EU-niveau.

Et nyt SNF-finansieret nationalt center, Instrumentcenter for Dansk Astrofysik (IDA), er oprettet i 2004. IDA's hovedopgaver er at optimere dansk udnyttelse af eksisterende og fremtidige rum- og jordbaserede faciliteter, at koordinere og støtte instrumentudvikling til jordbaserede teleskoper, at fremme uddannelsen af unge forskere i observationel astrofysik samt at etablere et nationalt kommunikations- og formidlingsprogram.

Et nyt center med arbejdstitlen "Illuminating the Dark Universe" er under oprettelse. Der er finansieret af Danmarks Grundforskningsfond, foreløbig i fem år, og vil fokusere på studier af mørkt stof, mørk energi, kosmisk støv og dannelse af de første objekter i Universet.

Ved bevillinger til Dansk Center for Scientific Computing ved KU (DCSC/KU) har numerisk/teoretisk astrofysik adgang til første klassens supercomputerudstyr, se under numerisk astrofysik nedenfor.

Gennem medlemskab af European Southern Observatory (ESO), European Space Agency (ESA) og Nordic Optical Telescope Scientific Association (NOTSA) har danske astronomer adgang til enestående observationsfaciliteter på jorden og i rummet. Hertil kommer KU's 1,5m teleskop ved ESO i Chile og Brorfelde Schmidt Teleskopet.

En af instrumentgruppens hovedaktiviteter har været deltagelse i X-shooter projektet, en 2. generations spektrograf til ESO's Very Large Telescope (VLT), som vil gøre det muligt at dække et meget bredt bølgelængdeområde i én observation. AO er partner i et konsortium, hvor også ESO samt hollandske, italienske og franske institutter deltager. Det danske bidrag omfatter den videnskabelige definition af instrumentet, bygning af den overordnede mekaniske struktur og en af spektrograf-armene samt den elektronisk styring af de mekaniske funktioner. Deltagelsen støttes af Carlsberg-fondet, og kontrakten mellem ESO og KU blev underskrevet af ESO's generaldirektør samt KU's prorektor den 8.11.2004. Der er i 2004 gennemført "Preliminary Design Review". X-shooter forventes færdig i 2008.

En anden vigtig aktivitet er udvikling af detektorsystemer, hvor en ny generations styreelektronik forventes klar i 2005. Samarbejdet med Astrophysikalisches Institut Potsdam, Tyskland, og Yunnan Astronomical Observatory, Kina, er fortsat. Et CCD-kamera med stort felt til testobservationer af optiske transienter ved ESO er blevet bygget.

Endnu en væsentlig aktivitet er støtte til Nordic Optical Telescope (NOT). Der er bl.a. foretaget studie af en mulig ændring af teleskopets adaptor/autoguider samt en videreudvikling af den software, der bruges til at reducere målinger med bølgefront-sensoren.

Spektrografen TFOSC er afleveret til Tubitak National Observatorory (TNO), Tyrkiet. Autoguideren til Indian Institute of Astrophysics, Bangalore, er bygget færdig og forventes installeret på teleskopet i Ladakh april 2005. Der er indgået en samarbejdsaftale med Max Planck Institute of Astrophysics, Tyskland om bygning af en autoguider til TNO.

I et ph.d.-projekt, udført i samarbejde med Dansk Rumforskningsinstitut (nu Danmarks Rumcenter), er High Energy Focusing Telescope (HEFT) røntgenteleskopet blevet kalibreret og integreret på den ballongondol, som skal flyve HEFT i foråret 2005.

Ved 1,5m teleskopet er DFOSC instrumentet blevet modificeret og anvendes nu udelukkende til direkte optagelser. Teleskopet har, ligesom NOT og Schmidt Teleskopet, været i planmæssig drift i hele året, med eftersyn og vedligeholdelse i normalt omfang.

Dansk deltagelse i projekter ved Carlsberg meridiankredsen (CAMC) på La Palma blev indstillet i 2004. Gennem aftale mellem KU og Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) er CAMC 30.9. overdraget til IAC.

Det danske virtuelle observatorium "Urania Astronomisk Virtuelt Observatorium" (http://www.astro.ku.dk/avo) er udbygget med et detaljeret kosmologisk beregningsmodul (J. Andersen, K. Augustesen, J.V. Clausen, L. Helmer, J. Hjorth, A.H. Jensen, B.L. Jensen, J. Klougart, H.H. Larsen, K.K. Madsen, S.Aa. Madsen, N. Michaelsen, P. Nørregaard, K. Pedersen, P.K. Rasmussen, A.N. Sørensen, D.W. Wistisen).

Databehandlingen af observationer af fluktuationerne i den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling fra TopHat ballonprojektet er fortsat. Modellerne, der beskriver det systematiske signal i TopHat data, er blevet forfinet, og der er lavet en detaljeret beskrivelse af datastøjen. Endvidere er der udviklet en algoritme, som effektivt konverterer en given tidsordnet datastrøm til et kort af himlen, og som samtidig fjerner kunstige effekter skabt af korreleret støj og highpass filtrering.

De kraftigste eksplosioner i Universet, gamma-glimt, er observeret med teleskoper på jorden og i rummet. Især "eftergløden" af røntgenstråling og synligt lys er studeret i detalje, dels for at få indsigt i de fysiske processer i den eksploderende stjerne, dels for at kortlægge omgivelserne omkring eksplosionerne. Absorption og spredning af lyset fra eftergløden peger på, at gamma-glimt forekommer i områder med et indhold af tungere grundstoffer, der er noget lavere end i Mælkevejen. Dette er et vigtigt spor i forståelsen af hvilke typer tunge stjerner, der producerer gamma-glimt.

I observationer af eftergløden fra et såkaldt "X-ray flash", et glimt af lavenergetisk gamma-stråling/røntgenstråling, blev for første gang set en supernova. Dette og de øvrige egenskaber ved eftergløden fra X-ray flashes indikerer, at de stammer fra samme type eksplosioner som gamma-glimt.

Lyset fra Lyman-alfa spektrallinien fra fjerne galakser er observeret for at studere, hvordan galakser dannes og udvikler sig. Lyman-alfalys fra området omkring en fjern galakse med et sort hul i centrum indikerer, at lyset udsendes fra varm gas, der er fanget i en halo af mørkt stof omkring galaksen. Massen af det mørke stof er sammenlignelig med de tungeste galakser i Mælkevejens omegn. Allerede 3,5 milliarder år efter Big Bang er der altså dannet meget tunge galakser.

Der er gennemført undersøgelser af 21 ESO Imaging Survey (EIS) galaksehobskandidater med rødforskydninger omkring 0.2. Disse kandidater ses kun som ganske svage overtætheder af galakser på himlen og er derfor vanskelige at detektere. Sammen med tidligere undersøgte kandidater er 30 ud af 32 nu bekræftet som hobe, og de interne hastighedsdispersioner er blevet bestemt. Righeden og et koncentrationsmål er blevet undersøgt, og det er fundet, at kun 53% af hobene indeholder en samling af meget gamle elliptiske galakser, som hidtil er blevet betragtet som et karakteristisk træk ved galaksehobe. Manglen på meget gamle elliptiske galakser skyldes muligvis en sen dannelse af hoben. 4 EIS galaksehobe er studeret meget detaljeret. Der er bestemt fotometriske rødforskydninger for et stort antal galakser, og hobgalaksernes absolutte lysstyrker er fastlagt og sammenlignet med rigere hobe for at afklare, om hobenes dannelse altid resulterer i samme luminositetsfunktion.

Komplimentært til de observationelle studier af galaksehobe er kosmologiske computersimuleringer blevet udført. Dette har bl.a. resulteret i interessante forudsigelser for egenskaberne af stjernerne mellem hobgalakserne, de såkaldte inter-hob stjerner, som nu testes observationelt. De teoretiske studier har endvidere omfattet forudsiger af luminositetsfunktionen for hobgalakser og forståelsen af eksistensen af såkaldte "fossile" galakse-grupper.

Røntgenobservationer af den millioner grader varme gas i og omkring mælkevejs-lignende galakser er foretaget med Chandra-røntgenteleskopet. Sammenholdt med dedikerede numeriske simulationer af galaksedannelse viser observationerne, at galakser som Mælkevejen løbende akkumulerer gravitationelt bundet gas fra deres haloer.

Studiet af dobbeltstjerner i de Magellanske Skyer er fortsat. Ud over nøjagtige bestemmelser af afstanden til den Store Magellanske Sky ud fra to systemer, samt bestemmelser af deres komponenters egenskaber, foreligger der nu komplette observationer fra ESO's VLT og det danske 1,5m teleskop for yderligere fire systemer (J.V. Clausen, J. Fynbo, D.F. Gregor, L. Hansen, J. Hjorth, P. Jakobsson, H.E. Jørgensen, K. Nilsson, L.F. Olsen, H. Pedersen, K. Pedersen, J. Rasmussen, P.K. Rasmussen).

Mælkevejen er en prototype på de spiralgalakser, vi observerer overalt i Universet. Vor placering midt i Mælkevejens skive, et godt stykke fra centrum, giver en enestående mulighed for, gennem en detaljeret analyse af enkeltstjerner og gasskyer, at opnå en dybtgående forståelse af de fysiske processer ved galaksers dannelse og udvikling.

Et stort studie af Mælkevejens skive nær Solen, omfattende metalindhold, aldre og kinematik for ca. 17.000 stjerner fra ca. 1.000 observationsnætter med det danske 1,5m teleskop og nordlige teleskoper, er publiceret og præsenteret ved flere internationale møder. Stjernernes aldre spænder over en stor del af Mælkevejens historie, og en første analyse af materialet viser, at traditionelle simple modeller for Mælkevejens dannelse og udvikling må opgives.

Et stort program med ESO’s VLT til grundstofanalyse af de første generationer stjerner i Mælkevejens halo er fortsat. Resultater for grundstofferne C - Zn i udviklede stjerner er udkommet, og et yderligere stort arbejde om syntese af CNO og blandingsmekanismer i halo-stjerner er antaget til publikation. Indholdet af bly i en stjerne med stort indhold af uran og thorium er fundet kun at stamme fra henfaldet af disse radioaktive grundstoffer, lavere end forventet fra teoretiske beregninger af produktionen af de tunge grundstoffer og fra forholdene i Solen.

Studiet af metoder til bestemmelse af den tredimensionale fordeling af det interstellare stof i Mælkevejen er fortsat. Kombinationen af parallakser og infrarød fotometri, f.eks. JHK fra 2MASS-kataloget, har nu vist sig at være brugbar, idet stjernetætheden i kataloget tillader fremstilling af konturkort. For at demonstrere metoden er der udledt afstande til lokale stjernedannende molekylskyer og såkaldte "high velocity" og "intermediate velocity" skyer. Nogle af disse sidste viser sig overraskende nok at ligge kun faa hundrede parsec fra Solen.

I samarbejde mellem CAMC og Brorfelde Schmidt Teleskopet gennemføres et projekt til bestemmelse af nøjagtige positioner for svage stjerner på den nordlige himmel til brug for studier af Mælkevejen. Ved CAMC er hele det oprindelige projekt nu færdigobserveret og det tilhørende katalog forventes publiceret i 2005. Brorfeldedelen er nu tæt på at være klar.

ESA's GAIA-mission, som forventes opsendt i 2010, skal bestemme positioner, parallakser og egenbevægelser for op imod én milliard stjerner og radialhastigheder for nogle hundrede millioner stjerner, samt foretage fotometriske målinger til bestemmelse af kildernes astrofysiske egenskaber. GAIA vil betyde et nyt gennembrud i studiet af Mælkevejens dannelse, struktur og udvikling, inkl. vedrørende fordelingen af mørkt stof. Der bidrages bl.a. til forberedelse af den krævende datareduktion og definition af fotometriske systemer. Blandt mere end 10 forslag til disse systemer har det nu danskudviklede klare fortrin. Det tillader f.eks. måling af forekomsten af de såkaldte alpha-elementer, ud over bestemmelser af standardparametre som temperatur, tyngdeacceleration og metalindhold (J. Andersen, K. Augustesen, O.H. Einicke, L. Helmer, E. Høg, C. Fabricius, J. Knude, B. Nordström, E.H. Olsen).

Studiet af dobbeltstjerner, baseret på omfattende observationer ved ESO, er fortsat. Projektets overordnede formål er bestemmelse af nøjagtige masser, radier og lysstyrker, og derigennem undersøgelse og forbedring af teoretiske modeller for stjerners struktur og udvikling. Komplette observationer for et stort antal nyopdagede sol-type dobbeltstjerner er under analyse, og der er bl.a. indført nye metoder til nøjagtigere massebestemmelse. Foreløbige resultater for tre nye særligt velegnede systemer underbygger den hidtidige formodning om, at eksisterende modeller for stjerner med lavere masse end Solen er ufuldstændige og dermed f.eks. ikke pålidelige ved aldersbestemmelser. Studiet af et system med komponenter væsentlig tungere end Solen er nært afsluttet; nye bånd på udviklingen ved afslutningen af hovedseriefasen forventes.

Identifikation og undersøgelse af nye dobbeltstjerner i et antal åbne stjernehobe - fra ganske unge til de ældste kendte - er intensiveret, og der foreligger nu nye data fra ESO's VLT, NOT og den danske 1.5m kikkert. Kombineret med detaljerede hobstudier opnås dels en meget velunderbygget test af stjernemodeller, dels forbedrede bestemmelser af hobenes aldre og afstande. I to af hobene vil dobbeltstjernerne give en god bestemmelse af "turn-off" massen. Sammen med veletablerede farve-lysstyrke diagrammer giver dette en unik mulighed for at undersøge f.eks. helt nye stjernemodeller, der medtager strålingsacceleration, termisk diffusion og gravitationel "settling".

Siden 1995 er omkring 125 ekstrasolare planeter fundet. På nær et par stykker er de alle opdaget ved radialhastighedsmålinger, en teknik der kun kan identificere meget store planeter i meget små baner. Med en intensiv observationsindsats fra den danske 1.5m kikkert er der deltaget i et større internationalt projekt, hvis formål er at bestemme hyppigheden af solsystemslignende planetsystemer i Mælkevejen. I samarbejde med to observatorier i Sydafrika og to i Australien måles lysvariationen i såkaldte mikrolinsebegivenheder, som er specielt følsomme for Jupiter-lignende planeter i Jupiter-Saturnlignende baner. Den foreløbige konklusion fra to års intensiv observationsindsats er, at denne type planeter - altså solsystemer som vores eget - er ret sjældne blandt Mælkevejens stjerner.

Inden for udforskningen af Solsystemet er et studie af jordnære asteroider afsluttet med nye teoretiske og observationelle bidrag til opdagelse og klassifikation (J. Andersen, A. Borysow, J.V. Clausen, F. Grundahl, B.E. Helt, U.G. Jørgensen, R. Michelsen, B. Nordström, E.H. Olsen).

Ved hjælp af supercomputerberegninger er det muligt at opstille realistiske modeller for bl.a. stjernedannelse, galaksedannelse og stjernestruktur, samt at studere fundamentale fysiske processer af særlig betydning for astrofysikken.

Modelberegninger har vist, at der i den type af kollisionsløse relativistiske chok, som bl.a. er ansvarlige for eftergløden fra gammaglimt, kan ske spontan dannelse af et turbulent magnetfelt samt direkte (ikke-termisk) acceleration af elektroner, hvor elektronernes energi opnår en potenslovsfordeling. Det rejser tvivl om, hvorvidt den klassiske teori for chokacceleration af ladede partikler - den såkaldte Fermi-mekanisme - faktisk er den dominerende.

Inden for studiet af galaksedannelse er der påvist, at forholdet mellem masse og lys (M/L) sandsynligvis er lavere i spiralgalakser end forventet fra den såkaldte Tully-Fisher-relation. Studier af sammenhængen mellem M/L og fordelingen af nydannede stjerners masse kan give vigtige fingerpeg om, hvorvidt denne fordeling var anderledes i det tidlige univers.

Via numeriske modeller af den type kolde molekyleskyer, hvor stjernedannelse foregår, og tilsvarende analytisk teori, er det vist, at de mindste og letteste stjerner - de såkaldte brune dværgstjerner - kan dannes på samme måde som almindelige stjerner, dvs. som resultat af fragmentering forårsaget af supersonisk turbulens.

Numeriske modeller af solens overflade, med en detaljerigdom som svarer til de velkendte billeder fra det svenske solteleskop på La Palma, er blevet brugt til at forklare den tredimensionale struktur, der her er observeret for første gang. Modeller af solens korona, med grænsebetingelser baseret på observerede hastighedsfelter og magnetfelter på solens overflade, er blevet brugt til med sikkerhed at bestemme den dominerende opvarmningsmekanisme. Der er endvidere konstrueret detaljerede modeller for hvad der sker, når ny magnetisk fluks stiger op igennem solens overflade.

De samme modeller, som tidligere er anvendt til at forklare tilstedeværelsen og styrken af solsvingninger, bruges nu til at forudsige styrken af de tilsvarende stjernesvingninger. Studier af mulige mekanismer for dannelse af magnetfelt (dynamomekanismer) er udvidet til også at omfatte kæmpestjerner (L. Bigot, S.B.F. Dorch, K. Galsgaard, T. Haugbølle, C.B. Hededal, T. Heinemann, T. Karlsson, A. Lopez-Merino, J. Sommer-Larsen, Å. Nordlund).

Der er foretaget beregninger til udgivelse af dansk almanak "Københavns Universitet’s Almanak, Skriv- og Rejsekalender for det år efter Kristi fødsel 2005", "Færøsk Almanak 2005" og "Grønlandsk Almanak 2005". En flittigt brugt service er besvarelse af spørgsmål fra offentligheden og nyhedsmedia. Endvidere er der udført en række særlige beregningsopgaver for forskningsinstitutioner og offentlige myndigheder mv., herunder "Sunrise/Sunset Tables for Selected Stations in Greenland and on the Faroe Islands 2005, Luftfartsinformationstjenesten" (B. Nordström).

Ved Geofysisk Afdeling er udforskningen af jordens klima et centralt emne. Ofte vil man angribe problemerne ud fra en generel og global synsvinkel. Der kan både være tale om teoretiske projekter og feltbaserede studier. Nedenfor fortælles om en række forskellige projekter, der søger at afdække klimaet dets egenskaber.

Den 17.7.2003 lykkedes det efter 7 års arbejde at nå bunden af Indlandsisen ved NordGRIP (North Greenland Ice Core Project) iskerneboringen i Nordgrønland (75° N, 42° W). Iskernen, som er 3.085 m lang, er den længste iskerne, som er boret i Grønland. I modsætning til de eksisterende grønlandske iskerner udgør NordGRIP-iskernen en uforstyrret kontinuert profil af årlag hele vejen til bunden, hvor isen har en alder på omkring 123.000 år. Iskernen dækker dermed hele den sidste istid samt overgangen fra den forrige mellemistid, Eem, til den sidste istid, som skete for ca. 115.000 år siden. Iskernen viser at Eem-tiden har været flere grader varmere end nutidige temperaturer, og at overgangen til istiden var glidende og tog flere tusinde år.

Ved NordGRIP-borestedet er der smeltning af iskappen ved bunden, således at der findes vand under isen. Da man i 2003 borede igennem isen, trykkede bundvandet sig 45 m op i borehullet, hvor det frøs til is i løbet af vinteren. I løbet af sommeren 2004 borede vi adskillige kerner op af det genfrosne bundvand. Efter ca. 10 m boring af lyserøde iskerner af frosset bundvand, bevægede boret sig gradvist bort fra det gamle borehul og iskernerne bestod derefter i stigende grad af gletscheris. Til vores store forundring lykkedes det for os i år at bore yderligere 6 m gletscheris således at borehullet nu er 3.091 m dybt. Vi ramte en meget hård bund under isen og kunne ikke bore videre. Det lykkedes dog at fremskaffe enestående bundmateriale, som uden tvivl bl.a. består af plantedele fra før Grønland blev isdækket. Dybdeboringen ved NordGRIP er afsluttet, og gruppen har opnået resultater, der rækker meget længere, end man havde forventet.

Det videnskabelige arbejde på NordGRIP-iskernen sker i internationalt samarbejde med kolleger fra Tyskland, Japan, Schweiz, Frankrig, Island, Sverige, USA og Belgien (D. Dahl-Jensen, S.J. Johnsen, J.P. Steffensen, H.B. Clausen, C.S. Hvidberg, A. Svensson, K.K. Andersen, S.B. Hansen, E. Chrillesen, A. Boas, P. Iversen, S. Sheldon).

EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) omfatter to iskerneboringer i Østantarktis. Ved Station Kohnen i Dronning Maud Land (DML) nåede boringen i 2003/2004-sæsonen til 2.565 m dybde. Boringen fortsættes i 2005/2006, og isen ved bunden i 2.882 m dybde forventes at være 180.000 år gammel.

Den 21.12.2004 standsede man den anden EPICA-boring ved Dome C (75° S, 123° E) i en dybde af 3.270,2 m. Der er endnu ca. 5 m is til bunden, men man besluttede at indstille boringen for at undgå mulig kontaminering af det smeltevand, som findes under isen. Den ældste is i den nye iskerne forventes at være mere end 900.000 år gammel, og iskernen er dermed den ældste, som nogensinde er boret. De første resultater fra iskernen bekræfter, at jorden i de sidste 740.000 år har haft 8 istider, hvor jordens klima var væsentligt koldere end i dag, og 8 varmere perioder (mellemistider). I de sidste 400.000 år har varmeperioderne været nogenlunde som i dag. Før den tid var varmeperioderne ikke så varme, men de havde længere varighed. To forskere og en studerende fra Danmark deltog i boringen af den dybeste is (H.B. Clausen, S.B. Hansen, D. Dahl-Jensen, S.J. Johnsen, S. Sheldon og J.P. Steffensen).

Denne 5-årige bevilling fra Carlsberg startede 1.1.2002. Målet for projektet er at etablere en absolut kronologi over de sidste 100.000 års klimabegivenheder ved stratigrafisk analyse af årlagene i de grønlandske iskerner. Optællingen af årlag i NordGRIP-iskernen fra 10.000 år til 14.800 år før nu er afsluttet. Optællingen er sammenholdt med optegnelser fra GRIP-iskernen og fortsætter, hvor Dye-3 iskernedateringen ophører med at være god. Vi arbejder nu med perioden fra 14.500 år til 40.000 år før nu. I denne periode er der relativt store uoverensstemmelser mellem de eksisterende dateringer, og vi forventer at komme med et væsentligt nyt bidrag, som bl.a. vil kunne benyttes til en forbedret kulstof-14-kalibrering.

I samarbejde med kolleger fra Island og UK arbejdes der med opsamling og analyse af vulkansk aske fra iskernerne, som udgør vigtige stratigrafiske markører, når iskernerne skal sammenholdes med andre paleoklimatiske profiler. Der er fundet og analyseret 20 askelag fra perioden 10.000 år til 16.000 år før nu, som hovedsageligt stammer fra islandske vulkaner. Meget højtopløste profiler af støv og ledningsevne er blevet målt i årets løb og vi har i segmenter været i stand til at detektere 1 cm tykke årlag i is, der er 78.000 år gammel (S.J. Johnsen, J.P. Steffensen, D. Dahl-Jensen, H.B. Clausen, A. Svensson, K. K. Andersen).

De paleoklimatiske data fra GRIP-iskernen er blevet stratigrafisk dateret tilbage til 60.000 år før nu. Især har den vigtige klimatiske transition fra sidste glacialtid til den nuværende interglacial fået en mere detaljeret tidsskala. GRIP-tidsskalaen vil senere kunne sammenlignes med North GRIP-tidsskalaen, når sidstnævnte publiceres (C.U. Hammer).

Årsagen til de abrupte klimaskift, som observeres i paleoklimadata fra istiden, er postuleret at være en udefra-kommende forcering af klimasystemet, som periodisk trigger skift i mellem to kvasistabile klimatilstande. Ved at antage, at klimaet er påvirket af både en ukendt ekstern periodisk forcering og en intern stokastisk forcering, der repræsenterer den naturlige kaotisk-variation, kan størrelsen på den periodiske komponent estimeres ud fra observationer. Denne analyse viser, at det observerede klima kan forklares alene ud fra den interne stokastiske forcering. Dette resultat er vigtigt som benchmark for modellering af klimaskift. State-of-the-art klimamodeller er ikke i stand til at eftergøre de observerede klimaændringer. Årsagen til dette er, at variabiliteten, svarende til den stokastiske støj i oceandynamikken, ikke er tilstrækkelig til, at støjen kan trigge klimaskift (P. Ditlevsen).

Arbejdet med analysen af klimaudsving i Nordatlantregionen, udtrykt ved indekset for NAO, er fortsat i 2004. Ofte forbinder man sådanne udsving med typiske ændringer i temperaturerne i henholdsvis Grønland og Vesteuropa. Rekonstruktioner af NAO tilbage i tiden burde derfor kunne gøres på basis af de noget længere temperaturserier fra området. Men i en analyse af vinter-anomalierne for vinteren 1983/84 dokumenteres det, at vestenvinde over Vesteuropa overraskende er forbundet med negative temperaturanomalier samme sted (B.Vinther, A.W. Hansen, H. Storch).

Simuleringer med en ny global klimamodel med indbygget skema for kredsløbet af ilt-isotoper viser fin overensstemmelse med måledata fra både iskerner og dybhavskerner. Disse resultater indikerer eksistensen af vedvarende oscillationer på 1.000 årsskalaen under den sidste glacialperiode. Opvarmning af vandet under overfladen i den nordlige del af Nord-Atlanten i disse oscillationers kolde fase kan have ført til smeltning af udbredte arealer med havis, hvilket igen har ført til de store udstrømninger af is fra iskapperne og en øget produktion af isbjerge (G. Shaffer, S. Olsen, C. Bjerrum).

Centrets formål er at fremme dansk deltagelse i international planetforskning ved at samle og udvikle nye initiativer, både gennem udvikling af instrumenter og ved at udnytte observationer til at modellere forholdene på planeter, måner og asteroider samt at skabe et aktivt forskningsmiljø til fremme af forskeruddannelsen.

Den første af NASA's "Mars Exploration Rovers", Spirit, landede i Gusev-krateret på Mars og den anden, Opportunity, på Meridiani-sletten hhv. 4.1. og 25.1.2004. Eksperimenter på overfladen af Mars, udført med instrumenter på disse rovere, har dannet rammen om Mars/Mössbauer-gruppens arbejde gennem året 2004.

Den første store overraskelse fra Spirit bestod i det allerførste Mössbauerspektrum fra en anden planet. Dette spektrum viste til vores (og mange andres) store overraskelse, at overfladematerialet (jorden) var langt mindre oxideret, end vi havde forestillet os. Kun ca. 40% af det atomare jern i overfladen var i oxidationstrinnet 3, mens fundet af mineralerne olivin og pyroxen (hvori jern har oxidationstrinnet 2) viste, at overfladen i lang tid ikke havde været udsat for vand. Videre undersøgelser har vist, at Gusev-krateret har været tørlagt længe, og at meteornedslag har været hovedbestemmende for ændringer i landskabet gennem de sidste ca. 3 milliarder år. Først efter ca. 2 km's kørsel henover bunden af Gusev-krateret og nogle meter oppe i det bakkekompleks, som er blevet kaldt "Columbia Hills" viste fundet af mineralet goethit (α-FeOOH) i grundfjeldsmateriale utvetydigt, at der har været betydelige mængder (og stadig er lidt) vand bundet i mineraler i Gusev-krateret.

Opportunity lavede en "interplanetary hole in one" da den landede i et lille krater, "Eagle Crater", med en diameter på kun 20 meter, hvor det allerede af det første billede var klart for missionens deltagere, at der under dannelsen af dette krater var blevet blotlagt sedimentært grundfjeld, som man aldrig før havde set på Mars. I disse sedimentære klipper er der ved hjælp af missionens grundstofanalysator og Mössbauerspektrometer fundet salte og hydrerede mineraler (jarosit). Desuden er det klart af krydslejringsmønstre, at visse af sedimenterne er aflejret i langsomt flydende vand. Endelig er det blevet klart, at den hematit som kunne detekteres fra kredsløb, er nogle små peberkornsstørrelses kugler, dannet som konkretioner i de sedimentære bjergarter og senere, ved erosion af disse bjergarter, spredt udover hele Meridiani-sletten. Videre undersøgelser af Eagle-krater og det noget større Endurance-krater, hvori Opportunity arbejdede i næsten 180 dage, har vist, at Meridiani-sletten har ligget under ca. 500 m salint og surt vand i en længere periode for sandsynligvis mere end 3 milliarder år siden.

De danske magneteksperimenter har givet flere overraskende resultater. Først og fremmest har et af eksperimenterne vist, at alle de luftbårne støvpartikler er magnetiske. Det har i det mindste ikke været muligt at detektere umagnetiske støvpartikler, som ville befinde sig i centrum af den medbragte "sweep-magnet". Dermed er centrum i denne magnet det reneste område på hele roveren, måske endda på hele Mars. Videre har vores undersøgelser vist, at de magnetiske støvpartikler er sammensatte, og partiklernes magnetiske egenskaber varierer derfor lidt fra partikel til partikel. Det betyder, at nogle partikler er mere magnetiske end andre, og det viser sig ved en forskel i spektret mellem det støv, som er indfanget på capture-magneten og det støv, som er indfanget på filter-magneten. Endelig er det lykkedes at vise, at det luftbårne støv på Mars er magnetisk, fordi det indeholder krystallitter af mineralet magnetit (Fe₃O₄) i så godt som hver eneste støvpartikel (P. Bertelsen, C.S. Binau, W. Goetz, J.M. Knudsen, M.B. Madsen, M. Olsen i samarbejde med Jet Propulsion Laboratory, Department of Astronomy, Cornell University, US Geological Survey, Flagstaff, Johannes Gutenberg Universität, Mainz, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona samt ISA og Afdelingen for Geomorfologi, begge Aarhus Universitet og Kemisk Institut, Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole).

Gruppen har i 2004 arbejdet med studier af is og vand på Mars. Der arbejdes med modeller for iskappen ved Mars nordpol med henblik på at bestemme iskappens massebalance, identificere hvilke processer der kontrollerer massebalancen, og undersøge om iskappen i øjeblikket er i balance eller mindskes. Modellerne bruges desuden sammen med detaljerede studier af iskappernes lagdeling til at vurdere iskappens historie, og om der har været isflydning af betydning. Modellerne er bl.a. baseret på målinger af overfladetopografien, som er foretaget af Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), der er med på Mars Global Surveyor (MGS). Der arbejdes med studier af stratigrafien i den nordlige iskappe ud fra højtopløste Mars Orbiter Camera (MOC) billeder fra MGS, med henblik på at undersøge om lagene kan korreleres til variationer i Mars baneparametre, og at opstille en klimahistorie for Mars. Der arbejdes med studier af vandets kredsløb på Mars med henblik på at forstå transportmekanismer for vanddamp i atmosfæren og udvekslingen med overfladen. Der er dels udviklet simple transportmodeller for vanddamp i Mars atmosfære, og dels analyseret målinger af vanddamp i atmosfæren fra Vikingmissionerne.

Der samarbejdes med JPL, NASA, om test og modeller for udvikling af et isbor til Mars og Europa (D. Dahl-Jensen, C. Hvidberg, A. Svensson, C. T. Mogensen, K.G. Schmidt).

Spørgsmålet om, hvorvidt månens kerne er fast eller flydende, er blevet undersøgt ved hjælp af Lunar Laser Ranging (LLR) data og geofysiske data fra Lunar Prospector. LLR-eksperimentet, der består i løbende laser-afstandsmålinger mellem jorden og månen, har muliggjort en bestemmelse af månens k₂-Lovetal og af tide-dissipationen. Lunar Prospector har givet nøjagtige bestemmelser af månens masse og inertimoment. En ikke-lineær inversion af disse data har resulteret i en elastisk model for månens indre, der med overvejende sandsynlighed peger på en flydende kerne med en radius på ca. 350 km (A. Khan, K. Mosegaard, J.G. Williams (JPL, Caltech), P. Lognonné (IPGP, Paris)).

Forening af linear invers teori og geostatististisk teori, under antagelse af Gaussisk statistik (T.M. Hansen, K. Mosegaard, A. Tarantola (IPGP, Paris), A. Journel (Stanford University)).

Mængden af suspenderet inorganisk og organisk materiale samt opløst biomasse i havets overfladevand, hvor hovedparten af det ind- og tilbagestrålede dagslys befinder sig, kan i princippet beregnes med brug af den fuldstændige strålingsligning for et koblet atmosfære-oceansystem, det spektrale radiansfelt ned gennem vandsøjlen inklusiv polarisation og fuldt kendskab til de spektrale, specifikke spredningsfunktioner for alt suspenderet materiale. Der findes imidlertid kun meget få spektrale målinger af den totale spredningsfunktion i havet, som er lig med summen af alle de specifikke spredningsfunktioner. Følgelig er der et meget stort behov for at arbejde med praktiske satellitalgoritmer til bestemmelse af stofferne i havet. Dette arbejde har resulteret i at kunne eftervise teoretisk for det generelle tilfælde, som omfatter alle former for oceanisk vand og kystvande, at det ikke er muligt med brug af eksisterende data, strålingsmodeller (hvori også nu indgår den erkendt vigtige Ramanspredning) og satellit-algoritmer entydigt at kunne invertere eksisterende optiske feltdata til eksempelvis klorofyl (T. Hirata, H. Hundahl og N.K. Højerslev).

Strømmålinger og satellitobservationer ud for Chiles kyst har vist, at der sker hvirvelproduktion og udbredelse af barokline Rossby-bølger dér, delvist forceret af forhold så fjernt fra som Ækvator. Hydrografiske observationer er anvendt til at kvantisere fordelingen og transporten af Peru-Chileunderstrømmen, samt af den dybe, polrettede strøm ud for Chile (G. Shaffer, S. Hormazabal, O. Leth., O. Ulloa, O. Pizarro).

Kuglefunktionsmodeller for tyngdefeltet er bestemt ud fra data fra den tyske CHAMP-satellit ved benyttelse at energi-bevarelsesmetoden og ud fra accelerationer. I den første metode er der benyttet data fra et helt år og i den anden kun data fra en måned.

Metoder til kalibrering og processering af gradiometer-data for ESA's GOCE-satellit er blevet videreudviklet og testet i samarbejde med F. Sansò, M. Regguzoni, D. Arabelos, R. Koop, H. Boumann. Arbejdet videreføres inden for "European GOCE Gravity Consortium" under kontrakt med ESA.

Undersøgelse af tyngdebestemmelse ud fra altimeter-data i kystnære områder ved benyttelse af tyngdedata på land (C.C. Tscherning, M. Veicherts, O. Andersen, P. Knudsen, E. Howe, H. Skourup).

Ved kvantemekanikkens tilblivelse spillede Plancks konstant en central rolle, idet den blev set som en naturkonstant, der gav den grundlæggende kommutator mellem sted og impuls. Denne konstant, der har masse, længde og tid i sin dimension, gav også forbindelsen mellem partikel og bølgemekanikken og blev derved vævet ind i fortolkningen af den sædvanlige kvantemekanik (partikel-bølge-dualitet). Den formelle struktur af kvantemekanikken er imidlertid uden forbindelse med Plancks konstant og udtrykker alene rumtidssymmetri. Formalismen indeholder derfor kun dimensionerne længde og tid, og alle fysikkens love og alle forsøg kan således beskrives fuldstændigt og uden brug af en selvstændig dimension for masse ved dimensionerne længde og tid. Plancks konstant optræder herved slet ikke og fremstår som en omsætningsfaktor mellem to dimensionssystemer og ikke som en fundamental naturkonstant. Samarbejde med Aage Bohr og Ben R. Mottelson (O. Ulfbeck).

Kosmologi og Almen Relativitet (specielt gravitationsbølgefysik i forbindelse med strengteori og kosmisk mikrobølge (CMB) fysik) er felter, i hvilke implikationer af moderne fundamental fysik kunne efterlade vigtige observerbare spor. Nye områder inden for den moderne kosmologi er under diskussion nu. Foreløbige resultater fra den amerikanske Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) peger specielt på problemer vedrørende baryonisk ladningsudvikling lige efter afslutningen af inflationen, egenskaberne af primordiale magnetiske felter og specielt deres udvikling under den kosmologiske udvidelse som specielt interessante. Et af de mest slående resultater af WMAP-missionen er opdagelsen af non-Gaussianity af den observerede CMB-temperaturanisotropi, en opdagelse, der først blev gjort her i gruppen.

Fremgang i vores forståelse af fundamentale egenskaber af rum og tid vil forventeligt ske i forbindelse med kommende CMB-eksperimenter såsom Planck (opsendelse 2007) og ALMA (start 2011), der begge er bygget til at detektere anisotropi og polarisation af CMB-himlen med en hidtil uset opløsningsevne og følsomhed. Specielt til Planck deltager gruppen meget intensivt i forberedelserne (prof. I. Novikov, lektorerne P.R. Christensen og P. Naselsky, postdoc. L.-Y. Chiang).

Vor forståelse af verden på de mindste afstande standser i dag ved "Standardmodellen". Man opererer her med tre fundamentale vekselvirkninger: (i) De elektromagnetiske vekselvirkninger, der er ansvarlige for den struktur, vi finder i atomer og molekyler; (ii) De svage vekselvirkninger, der forklarer visse aspekter af radioaktivt henfald, samt spiller en afgørende rolle i stjernernes energiproduktion samt (iii) De stærke vekselvirkninger, der beskriver den substruktur, der findes på kvark-niveau. På trods af den meget imponerende overensstemmelse mellem teori og eksperimenter som standardmodellen repræsenterer, er der tungtvejende teoretiske grunde til at tro, at standardmodellen kun er en del af en mere omfattende teori. En vigtig indikator i den retning er, at standardmodellen ikke beskæftiger sig med tyngdekraften, som er den fjerde fundamentale vekselvirkning, vi kender i naturen. Problemet er, at standardmodellen er en såkaldt renormerbar teori, dvs. en teori, der på konsistent måde forener kvantemekanikken og den specielle relativitetsteori. Når vi kommer til tyngdekraften, skal vi forene kvantemekanikken med Einsteins almene relativitetsteori, og det har indtil nu vist sig særdeles vanskeligt. Men selv inden for standardmodellen er der en række aspekter, der ikke er tilfredsstillende forstået. Standardmodellen har på naturlig måde forenet de elektromagnetiske og de svage vekselvirkninger. Denne del af teorien kaldes Glashow-Weinberg-Salam (GWS) teorien. De stærke vekselvirkninger, der kaldes "Quantum Chromodynamics" (QCD) lever et delvist uafhængigt liv inden for standardmodellens rammer. Hvorfor er der disse to uafhængige dele? Man kunne forestille sig, at de blev forenet til én teori ved større energi, præcis som det er sket med den elektromagnetiske teori og teorien for de svage vekselvirkninger. En sådan forening ville måske også tillade os at forstå, hvorfor GWS- og QCD-teorierne har forskellige symmetrier (U(1) x SU(2), hhv. SU(3)). Hvorfor optræder leptoner og kvarker i bestemte "familier", og hvorfor er antallet af familier 3? Hvorfor har leptonerne og kvarkerne præcis de masser, vi observerer? Kan disse masser forudsiges? Hvad er massen af den såkaldte Higgs-partikel, der er forudsagt af GWS-teorien?

Den næste generation af acceleratorer (LHC) vil teste standardmodellen i energiområdet 1-10 TeV. Dette er et særdeles interessant område: Ikke alene kan vi her forvente at observere Higgs-partiklen, som er forudsagt af teorien, men det er også et område, hvor man forventer, at de "ikke-perturbative" effekter i standardmodellen vil spille en vigtig rolle.

Forståelsen af disse spørgsmål illustrerer også et gennemgående træk ved teoretisk højenergifysik i dag: Ved at studere de mindste bestanddele føres man oftest til problemstillinger, der er relevante for forholdene i det tidlige univers. Dette skyldes, at de høje energier, der kræves for at splitte stoffet i dets mindste bestanddele, vil være tilstede ved de høje temperaturer, der herskede i det tidlige univers. Der knyttes således yderst betydningsfulde bånd til både moderne kosmologi og visse dele af nyere astrofysik.

Mens GWS-teorierne har så små koblingskonstanter ved nuværende eksperimentelt målte energier, at perturbationsteori er uhyre nøjagtig, er situationen mere kompliceret i QCD-teorien. En del spørgsmål kan her besvares i perturbationsregning, mens andre kræver massive computerberegninger i ikke-perturbative områder. Sådanne ikke-perturbative beregninger spiller en fremtrædende rolle i gruppens arbejde. I et specielt regime af afstande kan spektret af eigenværdier af den såkaldte Dirac-operator for kvarkerne beregnes eksakt ud fra universalitet og en forbindelse til random matrixteori. Gruppen er aktivt involveret i disse nye anvendelser af random matrixteori, der også har tråde tilbage til gruppens banebrydende arbejde omkring forbindelsen mellem random matrixteori og strengteori.

Forsøgene på at se standardmodellen som del af en større teori involverer forståelsen af strengteorier samt studiet af kvantegravitation. Streng- og superstrengteorierne har i en årrække spillet en stor rolle for højenergigruppens arbejde på NBI, og gruppen har ydet væsentlige bidrag til formuleringen af disse teorier. Af nyere udviklinger kan her nævnes studiet af dualitets-symmetrier. I strengteori giver dualitet mulighed for at forbinde tilsyneladende forskellige teorier. Inden for de seneste få år har strengteori gennemgået en rivende udvikling, som i udstrakt grad har sit udgangspunkt i netop disse dualitetsegenskaber. Generisk relaterer dualitet stærk kobling med svag kobling, og påstanden om eksakt dualitet er derfor fra begyndelsen et ikke-perturbativt udsagn. Ideen om en "større" forenende teori, kaldet M-teori, der har de kendte perturbative strengteorier indeholdt i sig i særlige grænser, har i denne sammenhæng vist sig at være utroligt frugtbar og har ført til en næsten eksplosiv aktivitet i feltet. Specielt har en forbløffende ækvivalens mellem M-teori eller, til en vis grænse, 11-dimensional supergravitation med en helt specifik baggrundsmetrik på den ene side og en konform invariant, supersymmetrisk sædvanlig kvantefeltteori på den anden side, ført til en hektisk aktivitet i de sidste par år. Baggrundsmetrikken må indeholde en såkaldt anti de Sitter (AdS) del, og kvantefeltteorien fremkommer mirakuløst på overfladen af dette AdS-rum. Der arbejdes på flere fronter på at forsøge at udvide denne ækvivalens til det ikke-konforme og ikke-supersymmetriske tilfælde. Hvis der kommer et afgørende gennembrud her, har strengteori fået en helt uventet direkte relevans for selve partikelfysikkens standardmodel.

Også inden for det sidste år har strengteori igen virket som katalysator for nye udviklinger inden for standardmodellen og kvantefeltteori generelt. Særligt skal her nævnes den for nyligt fundne begrænsning af den ovennævnte dualitet mellem kvantefeltteori og gravitation, som omfatter gravitationelle bølger. Dette har tilvejebragt et nyt syn på forbindelse og dermed nye muligheder for at teste denne. En anden udvikling er en fascinerende forbindelse mellem supersymmetrisk kvantefelt teori og matrixteori. Gruppen på NBI har været aktivt involveret i begge udviklinger lige fra starten (professorerne J. Ambjørn, H.B. Nielsen, P. Olesen, lektorerne P.H. Damgaard, N.A.J. Obers, langtidsgæster og ph.d.-stipendiater (specialestuderende ikke medregnet) i det forløbne år: N.E.J. Bjerrum-Bohr, N. Drukker, J. Greensite, T. Harmark, R. Janik, J. Jurkiewicz, S. Kawamoto, C.F. Kristjansen, Yu. Makeenko, S. Nakamura, P. Orland, R. Pisarski, S.J. Wheater, V. Niarchos, F. Sannino, T. Koikawa, D. Dietrich).

Ideen om, at stoffet kan være opbygget af uforanderlige bestanddele, går tilbage til Demokrit. I dag menes de mest elementære stof-partikler at danne tre familier med hver to kvarker og to leptoner. Hertil kommer kraftfelternes kvanter: fotoner, gluoner, W- og Z-bosonerne, der binder kvarker og leptoner sammen til mere komplicerede systemer. For at studere elementarpartiklerne i ubundet tilstand kræves der ekstremt høje energienheder, lig dem der var til stede i de første øjeblikke af universets historie.

Det er bekosteligt at etablere sådanne forhold, og i Europa har landene derfor skabt en fælles organisation, CERN, til formålet. Medarbejdere ved Niels Bohr Institutet har siden oprettelsen af CERN deltaget i det internationale samarbejde om eksperimenter i partikelfysik. Gennem disse eksperimenter kan man afprøve teorier for, hvilke elementarpartikler der eksisterer, og hvilke kræfter, der virker mellem dem. En bestemt teori er fundet i så god overensstemmelse med eksperimenter, at den går under navnet "standardmodellen" (se Teoretisk Partikelfysik). En afgørende ingrediens i teorien, den såkaldte Higgs-partikel, er dog endnu ikke blevet observeret eksperimentelt.

Det er et åbent spørgsmål, om man med standardmodellen er nået til enden af stoffets sønderdeling, eller om fremtidige eksperimenter vil afsløre helt nye fænomener. Sandsynligheden taler for det sidste, da standardmodellen mangler en forklaring på, hvorfor de kendte elementarpartikler har deres respektive masser, hvorfor der netop er tre familier, hvorfor alle kræfter synes at konvergere til en fælles styrke ved meget høje temperaturer og hvordan gravitationskraften kan inkluderes i teorien. Det forventes, at svaret på nogle af disse spørgsmål samtidig vil rumme svaret på mysteriet om de enorme mængder af "mørkt stof" i universet.

Niels Bohr Institutet deltager i forberedelserne til den næste generation af eksperimenter ved CERN. Ved at accelerere protoner til meget høje energier i LHC, en ny ring af superledende magneter, er der en god chance for at besvare nogle af de åbne spørgsmål. Det er her nødvendigt at lade intense protonbundter støde sammen 40 millioner gange i sekundet, hvilket giver store udfordringer til det eksperimentelle apparatur og ikke mindst til den elektroniske behandling af apparaturets millionvise af måleenheder. Det er i dette område, at NBI bidrager til udvikling og konstruktion af udstyr og software.

Man har indset, at anstrengelserne for at skaffe tilstrækkeligt med regnekraft til LHC-eksperimenterne kunne føre til nye udviklinger af samme vidtrækkende betydning for samfundet som the World Wide Web. En sådan udvikling er det såkaldte GRID, et globalt netværk af computerressourcer, der tilvejebringer tjenester til forbrugerne på en lignende gennemsigtig måde som elnettet tilvejebringer strøm. Et dansk konsortium med deltagelse af Niels Bohr Institutet er samlet med henblik på at bidrage til den internationale forskning på dette område.

Endvidere deltager man i et eksperiment ved DESY, et stort accelerator-anlæg i Hamburg. Her undersøges reaktioner mellem en proton med høj energi og en atomkerne. De spørgsmål som herved kan besvares, er værdifulde for forståelsen af tung-ions eksperimenterne (se afsnittet om Højenergi Tungion fysik) (professorer J.D. Hansen og J.R. Hansen, lektorer M. Dam, P.H. Hansen og B.S. Nilsson, forskningslektorer R. Murasan, J. Langgaard Nielsen, J. Beck Hansen og A. Wäänänen samt ph.d.-stipendiater A.C. Kraan, T. Kittelmann og R. Mackeprang).

Teoretisk kernefysik søger mod en forståelse af kernestoffet. Ved Niels Bohr Institutet studeres teoretisk de mest forskellige påvirkninger af kernestoffet, som kan opnås med moderne eksperimentel teknik. På den ene yderside findes specifikke kvantetilstande eksiteret ud fra grundtilstanden og på den anden kernestof under betydelig kompression og voldsom opvarmning. Eksiterede kvantetilstande findes i det indre af store stjerner, voldsomt opvarmet kernestof fandtes i det tidlige univers, og kernestof under kompression forekommer i neutronstjerner.

En aktuel problemstilling i studiet af atomkerners struktur er koblingen mellem termisk eksitation, superfluiditet og rotationsbevægelse i atomkerner. Ved en ret lav temperatur, i forhold til den typiske energiskala i kernefysik, sker en faseovergang fra jævn til diffus rotationsbevægelse. Kvantetilstande i superkolde kondensater og i nanostrukturer indeholder tydelige analogier til kernefysik. Atomkerner indeholder nogle af de mest karakteristiske overgange fra ordnet til meget irregulær bevægelse, og dette ytrer sig i spektre og gamma-henfald af diskrete kvantetilstande.

Ved mellemtemperaturer udviser kernestof en faseovergang fra væske til gas. Mellemtemperaturer opnås ved kollision mellem atomkerner accelereret til cirka 1/5 af lyshastigheden. Selv om atomkernen i termodynamisk sammenhæng er et lille system, er faseovergangen markant, og den fortæller om kompressibilitet og elasticitet af kernestoffet.

Ved meget højt tryk og temperatur mister de enkelte nukleoner deres identitet, og der dannes et quark-gluon-plasma, hvori quarkerne bevæger sig frit. Det er den basale teori for de stærke kræfter, QCD der åbner mulighed for eksistensen af quark-gluonplasmaet, men den peger samtidig også tydeligt mod effektive feltteorier, hvor mange af de næsten uoverkommeligt mange frihedsgrader fra QCD kan udelades. Symmetrier i feltteorier giver mulighed for eksistensen af forskellige faser af plasmaet, adskilt af karakteristiske faseovergange af første og anden orden. Quark-gluonplasmaet kan skabes ved oprettelse af chiral symmetri, eller ved overgang til en fase med superledning i QCD-farven. Chirale feltteorier beskriver væsentlige træk af quark-gluon plasmaet, men indeholder også nøglen til at forstå kernekræfter ved lav temperatur. Skyrme-teorier beskriver nukleonerne og deres eksitationer, mest eksotisk en eksiteret nukleonlignende partikel med fem quarker mod de sædvanlige tre for nukleoner.

Quark-gluon plasmaet kan opstå kortvarigt i kollisioner af tunge ioner, der er blevet accelereret til relativistiske hastigheder. Mod slutningen af kollisionen bliver quarkerne igen bundet i nukleoner og mesoner, hvis fordeling og korrelationer af energier og retninger kan give fingerpeg om plasmaet blev dannet. En kritisk tolkning af sådanne korrelationer kræver detaljeret teoretisk og eksperimentelt input. Teoretisk kernefysik ved Niels Bohr Institutet er her begunstiget af samarbejde med den lokale eksperimentelle gruppe, som udfører eksperimenter med detektorsystemet BRAHMS ved RHIC-acceleratoren i Brookhaven, USA (M. Diakonov (Nordita), T. Døssing, A.D. Jackson, F. Sannino, J.P. Bondorf (emeritus), adjungerede professorer B.R. Mottelson (Nordita), I.N. Mishustin, langtidsgæster og stipendiater D. Dietrich, E. Kolomeitsev, R. Pisarski, K. Splittorf (Nordita), B. Tomasik, C. Vogt (Nordita), ph.d.-studerende M. Oswald og specialestuderende P. Ipsen).

Den eksperimentelle gruppes kernestrukturforskning baseres hovedsageligt på udnyttelse af de bedste internationale multidetektorsystemer for måling af g -strålingen fra hurtigt roterende atomkerner produceret ved hjælp af tung-ionacceleratorer i Europa og USA. Sideløbende har gruppen arbejdet med radioaktive ionstråler leveret af acceleratoranlægget SPIRAL ved GANIL i Caen, Frankrig, og brug af den stærkt segmenterede detektor EXOGAM samt REX-ISOLDE-anlægget ved CERN med detektorsystemet MINIBALL.

Eksperimenterne sigter generelt imod en detaljeret identificering og kortlægning af atomkernens kvantetilstande og studiet af kernens enkelt-partikel og kollektive bevægelsesformer, faseovergange og symmetribrud. Af speciel interesse er at identificere særlige kerneegenskaber som f.eks. de aksialsymmetriske, såkaldt hyperdeformerede tilstande med akseforhold på 3:1:1, som er teoretisk forudsagt i begrænsede masse- og spin-områder. En massiv indsats foregår i øjeblikket i Xe-Ba-området, hvor kernerne har den største stabilitet imod fission ved høje spin. Kerner kan også udvikle kollektive former, hvor den aksiale symmetri er brudt. Følgerne af triaxialiteten i et kvantesystem kan herved studeres, og gruppen er dybt engageret i at belyse disse problemstillinger i større detalje efter at have identificeret et område omkring Lu- og Hf-kernerne både teoretisk og eksperimentelt, hvor denne type tilstande findes. Det er lykkedes at påvise den såkaldte "wobbling mode", forudsagt teoretisk af Bohr og Mottelson for mere end 25 år siden, i en række isotoper af Grundstoffet Luthetium. Med forbedret følsomhed er det lykkedes at identificere også "wobbling" med dobbelt phononeksitation.

Gruppen er også engageret i udvikling af en ny type multi-segmenteret detektor, hvor "tracking" af gammaspredningen i detektoren giver helt nye muligheder. Vi sigter her imod at opnå en nøjagtig positions- og retningsbestemmelse af gammastrålerne og at forbedre effektiviteten i forhold til dagens detektorer med en faktor 2-3. Følsomheden for detektering af svage gamma-kaskader forøges herved flere størrelsesordener. Dette vil åbne mulighed for en komplet kortlægning af kernernes kvantestruktur helt op til energiområdet, hvor kernetilstandene viser kaotisk struktur. Projektet har navnet AGATA og søges realiseret med støtte fra Joint Research Projects under EU's 6. rammeprogram og forventes færdiggjort i 2010. Som et første skridt har de store EU-lande bevilget penge til en testmodul. Tracking detektoren AGATA skaber mulighed for anvendelse inden for astronomi såvel som medicin. Et antal detektorkapsler af Euroball-design blev sendt ud i kosmos med rumfartøjet Integral i 2002.

Udviklingen på accelerator- og detektorområdet har gjort det muligt at studere kerner, som har et meget stort overskud af neutroner i forhold til de stabile kerner. Studiet af disse kerner har speciel betydning, fordi de indgår som mellemprodukter i tilblivelsen af solsystemets grundstoffer ved supernovaeksplosioner. Forekomsten af de såkaldte magiske nucleontal og andre strukturelle fænomener spiller en stor rolle i disse processer. Gruppen har således deltaget i eksperimenter med sigte på at efterprøve de forventede magiske strukturer i kernernes skalmodel (lektorerne G.B. Hagemann, B. Herskind (docent emeritus), G. Sletten, adjungeret professor I. Hamamoto, post.doc. S.W. Ødegård, samt specialestuderende C. Rønn Hansen).

Kvarker er normalt bundne i "farveløse" partikler, dvs. kvantetallet "farve" er neutraliseret på samme måde, som elektrisk positiv og negativ ladning tilsammen kan give elektrisk neutrale tilstande. De observerede partikler er således protoner, neutroner, andre baryoner og mesoner. Dette er et karakteristisk træk ved stof under de betingelser, der hersker i universet i dag. Ved meget høje temperaturer og tætheder, svarende til de forhold der fandtes cirka et mikrosekund efter Big Bang, eksisterede disse farveløse partikler ikke. I stedet kunne kvarkerne og gluonerne (den stærke vekselvirknings kvantum) bevæge sig frit omkring i det unge univers. Dette er i hvert fald den nuværende hypotese.

Forsøg med tunge ioner ved ultrarelativistiske energier forventes at kunne genskabe forhold, der ligner tilstandene i dette unge univers. Dog varer en sådan laboratoriefrembragt tilstand kun så lang tid som det tager lyset at rejse fra den ene ende af atomkernen til den anden (nogle få femtometer), og laboratorium "universet" lever blot i ca. 10^-23 sekund. Instituttets forskergruppe HEHI deltager i sådanne tungionsforsøg, dels ved CERN i Geneve og dels i Brookhaven Laboratoriet uden for New York.

En af gruppens centrale aktiviteter er lige nu knyttet til den nye tung-ions collider RHIC ved Brookhaven Laboratoriet (NY) i USA, hvor man studerer stød mellem tunge ioner med en energi på 200 GeV per nukleonpar. Gruppen er stærkt repræsenteret i BRAHMS, ét af de fire store eksperimenter ved RHIC. Gruppen har til eksperimentet bl.a. bidraget med en stor spektrometermagnet, to segmenterede flyvetidshodoskoper og flere "time projection chambers".

I løbet af året har gruppen deltaget meget aktivt i data-analysen af data fra RHIC, som har leveret d+Au-beams ved 200 GeV pr. nucleon par. Fysikprogrammet sigter på en omhyggelig måling af partikelspektrene fra d+Au og Au+Au-stød. Brahms resultater har i årets løb vakt stor interesse, især resultaterne angående partikelproduktionen i forlæns retning ved høje transversalimpulser. Disse resultater viser sig at være konsistente med en ny model for atomkerner, kaldet Color Glass Condensate, som beskriver en korreleret tilstand af gluoner i atomkerner, der kan ses ved meget høje energier. Hvis denne tolkning viser sig at være korrekt, kan det betyde et gennembrud for den teoretiske beskrivelse af kollisioner mellem partikler bestående af quarks ved høj energi. Gruppen har på vegne af Brahms udarbejdet en oversigtsartikel, der sammen med lignende artikler fra de andre tre eksperimenter ved RHIC tager kritisk stilling til resultaterne fra de første tre års forsøg ved RHIC, i særdeleshed til påvisning af Quark Gluon Plasmatilstanden.

Den anden centrale aktivitet er ved CERN's LHC (Large Hadron Collider) projekt, som forventes startet i 2007, nemlig gruppens deltagelse i ALICE-eksperimentet, hvor man også primært vil studere ultrarelativistiske tungionsstød ved ca. 30 gange højere energi end ved RHIC. Gruppen bidrager med og står for et siliconteleskop, der måler partikel-multipliciteten i forlæns retning samt i laser-kalibreringssystemet for den store TPC. En deltager i gruppen er projektleder for "forward detectors" (JJG) og en er medlem af "management board" (HB) (professorer J.J. Gaardhøje, O. Hansen (emeritus), lektorer I. Bearden, H. Bøggild, B. Svane Nielsen, Forskningsassistenter D. Ouerdane, C.E. Jørgensen (ph.d. 17.9.) samt ph.d.-studerende Chr. H. Christensen, C. Ristea og T.M. Larsen, specialestuderende H. Dahlsgaard, F. Haglund, S. Voss Nielsen og P. Jespersen.).

Komplekse systemer repræsenterer et bredt spektrum af forskningsområder, som har været i stærk udvikling i det sidste årti. Med udgangspunkt i hele viften af traditionelle specialiteter på NBI/Nordita: Kernefysik, statistisk mekanik, faststoffysik, højenergifysik og astrofysik) er der vokset et nyt område frem, hvis fælles tråd er den kompleksitet, som findes i så godt som alle naturens fænomener, fra fysik over biologi til økonomi og sociologi. Det er især ulineariteten af de fundamentale dynamiske love, der er i stand til at fremkalde strukturer med meget kompleks geometri (bl.a. såkaldte fraktaler) og meget irregulær bevægelse (kaos). På trods af, at dynamikken er helt deterministisk, bevirker ulineariteten, at den præcise tidsudvikling bliver uforudsigelig. Et andet fællestræk ved dette område er brugen af computereksperimenter; det er i høj grad den intuition, som opnås gennem vekselvirkningen med computere, som gør det muligt at angribe disse vanskelige klassiske problemer.

Indsatsen på dette område er vokset frem gennem de sidste tyve år og er stadig under stærk udvikling. Den blev i 1993 styrket betydeligt gennem skabelsen af "Center for Chaos and Turbulence Studies (CATS)" finansieret af Statens Naturvidenskabelige Forskningsråd. I slutningen af 2001 besluttede gruppen at organisere sig i en ny struktur, kaldet "Complexity Lab" og modtog ved afslutningen af året en tre-årig rammebevilling fra Statens Naturvidenskabelige Forskningsråd til drift af denne aktivitet. Denne rammebevilling er ultimo 2004 blevet fornyet for endnu en tre-års periode. Complexity Lab indeholder fire forskningssøjler: Selvorganiseret kompleksitet, biokompleksitet, fluid kompleksitet og statistisk kompleksitet. Det stærke samarbejde, der allerede foregår på tværs af disse delområder og i større skala på tværs af institutioner, vil blive yderligere udbygget i både teoretisk og eksperimentel retning.

Den oprindelige forskningsindsats var koncentreret om kaotisk bevægelse i små systemer. Gruppen har været stærkt medvirkende til, at dette område er blevet næsten fuldstændig kortlagt gennem de sidste tyve år. Vi har i dag en fin forståelse af, hvordan kaos opstår, hvorledes det karakteriseres og med hvilke metoder, det kan kontrolleres. For kaos i systemer med mange frihedsgrader, for eksempel hydrodynamisk turbulens, er situationen helt anderledes. Vi har kun en begrænset teoretisk forståelse og ved end ikke, hvordan turbulens bedst kan karakteriseres. Det er et spændende område, og der foregår i dag en bred indsats, der dækker numeriske eksperimenter med gitre af koblede afbildninger, cellulære automater og simulering af hydrodynamisk turbulens. Fremskridt på disse områder er vanskelige, men vil kunne anvendes på mange praktiske fænomener, hvor både kaotisk bevægelse og rumlig uorden spiller en rolle.

Man kan specielt fremhæve undersøgelser af "intermittens" i turbulent bevægelse (en slags stødvis opførsel) baseret på såkaldte skalmodeller. Disse har vist, at fænomenerne kan findes i selv meget simple modeller. Endvidere er der sket fremskridt i forståelsen af turbulens i periodiske, kemiske reaktioner. Det er lykkedes at få overblik over de instabiliteter, der forårsager den turbulente dynamik og de bundne hvirvel- (eller spiralbølge-) tilstande, der kan dannes undervejs. Endelig kan man nævne en ny gruppe af dynamiske modeller for fraktal vækst og frontdynamik i fysiske og biologiske systemer. Udviklingen inden for "kvantekaos" har i de senere år været præget af, at man nu, både eksperimentelt og teoretisk, kan studere højt eksciterede og meget righoldige spektra, for eksempel af brintatomet i et ydre magnetfelt. Her er gruppen kendt for at have udviklet en meget effektiv og udbredt teknik, hvorved systemets egenskaber kan beskrives ved hjælp af et lille antal ustabile periodiske baner fra det tilsvarende klassiske (Newtonske) system.

På det eksperimentelle område arbejdes inden for rørstrømning, frie overflader (hydrauliske spring), laminare hvirvler, Faradaybølger, sandriller, sonoluminescens, granulær strømning, akustiske resonanser (med forbindelse til kvantekaos). Gruppen har i øvrigt gennem de senere år satset mere og mere aktivt på eksperimentelle studier af biologiske systemers fysik. Aktiviteten bliver suppleret af en teoretisk indsats inden for beskrivelsen af termodynamiske processer for proteinfoldning. Teoretiske studier indenfor motor-proteiner, genetiske netværk og bakteriofagers molekylærkemi ledes i dag af Kim Sneppen, som i 2003 blev udnævnt til forskningsprofessor ved Nordita. Gruppen har tæt samarbejde med molekylærbiologer, medicinere og kemikere og afholder ugentlige tværvidenskabelige gruppemøder.

I slutningen af 1998 blev to unge forskere, Kirstine Berg-Sørensen og Lene Oddershede, tildelt en bevilling fra Freja-programmet. Målet er at udvikle en såkaldt optisk pincet til at studere, kontrollere og manipulere de mindste biologiske molekyler. Denne form for pincet udgør et særdeles avanceret værktøj til en videre forståelse af fysiske processer i biologien. Deres aktivitet bliver fra 2003 finansieret i endnu tre år gennem et Carlsbergstipendium, og Lene Oddershede er i 2003 blevet permanent ansat som lektor ved NBI. Ydermere blev Thomas Heimburg i 2003 ansat som lektor ved NBI indenfor eksperimentel biofysik, specielt undersøgelser af membraners fysiske og termodynamiske egenskaber. Gruppen indenfor biologisk fysik var i 2002 med-initiativtager til dannelsen af en forskerskole i "Biological Physics" i samarbejde med Risø Laboratoriet, MEMPHYS på Danmarks Tekniske Universitet, Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole og August Krogh Institutet på KU. Forskerskolen startede i 2003 og er sponsoreret af Forskeruddannelseskontoret. Den danner en "paraply" over alle ph.d.-studerende inden for områder i biologisk fysik i hele Ørestadsområdet; således er der tæt samarbejde med fysikafdelingen på Lunds Universitet.

For yderligere at styrke den nationale indsats i biofysik har Villum Kann Rasmussen Fonden bevilget 25 millioner kroner over en femårig periode. Under ledelse af Mogens Høgh Jensen er der nu dannet et nyt center, BioNet, for teoretisk og eksperimentel grundforskning i biofysik. Centeret er bygget op omkring tre "hubs", Niels Bohr Institutet, MEMPHYS ved Odense Universitet og Proteingruppen ved Ålborg Universitet.

Et andet meget aktivt område inden for komplekse systemers fysik er studiet af selv-organiserende kritiske fænomener (også kaldet "SOC"). Dette felt blev etableret af (nu afdøde) Per Bak for cirka 15 år siden og har siden da gennemgået en rivende udvikling verden over. Hovedideen bag selv-organiserende kritiske fænomener er, at ikke-lineære dynamiske systemer med både tidslige og rumlige frihedsgrader udvikler sig hen imod et kritisk punkt, alene bestemt ved de underliggende dynamiske processer. Når systemet nærmer sig det kritiske punkt, vil rumlige og tidslige korrelationer bygges op, og på det kritiske punkt vil der være potens-lovkorrelationer i både tid og rum. Denne opførsel er nu eksperimentelt observeret i en mængde systemer, for eksempel sandbunker, superledningsdynamik, væskedynamik, etc. I de seneste år har gruppen udvidet sin aktivitet til at omhandle biologiske systemer, såsom immunsystemet og finansielle systemer, herunder aktiehandel og -priser. Ud fra computersimuleringer af de dynamiske ligninger observeres igen en kritisk opførsel, hvilket kan have afgørende betydning for såvel det medicinske som det finansielle område.

Gruppen deltager i et "Mobility"-netværk inden for EU kaldet "Mixing and stirring". I hvert netværk deltager cirka ti andre tilsvarende grupper i Europa. Desuden er gruppen (ved Kim Sneppen og M. Høgh Jensen) trådt ind i et EU-projekt med titlen "Evergrow".

De mange gæster, som besøger gruppen, har sammen med den store og aktive studentergruppe bidraget til at skabe et stimulerende og dynamisk miljø. En stor del af forskningen i disse nye retninger har været muliggjort gennem generøs støtte fra private fonde og industri (professor M. Høgh Jensen, lektorer C. Ellegaard (emeritus), T. Heimburg, , B. Lautrup, M. Levinsen, L. Oddershede, K. Sneppen (pt. Nordita), S. Steenstrup, adjungerede T. Bohr, P. Cvitanovic, adjunkt/lektor K. Berg Sørensen, post.doc.s. J. Ferkinhoff-Borg, S. Khrishna, ph.d.-studerende J. Bock Axelsen, J. Seidelin Dam, J. Donsmark, J. Kisbye Dreyer, P.M. Hansen, T.M. Hansen, S. Hørlück, K. Klemm, I. Makarov, J. Mathiesen, V. Oliynik, M. Rossvall, H. Seeger, A. Trusina, andre: J. Hertz (Nordita), P. Minnhagen (Nordita).

2004 er andet år for afdelingen af Danmarks Grundforskningsfonds Center for Kvanteoptik ved Niels Bohr Institutet. I løbet af 2004 har QUANTOP-NBI fortsat forskningen inden for feltet Kvanteinformation. Et af årets højdepunkter var den første eksperimentelle eftervisning af atomar kvantehukommelse for lys. En ukendt kvantetilstand af lys blev gemt i et atomarensemble, som udgjorde hukommelsesenheden. Tilstanden var gemt i 4 millisekunder, hvilket er meget lang tid efter kvantestandarder. Resultatet blev publiceret i tidsskriftet Nature og tiltrak sig megen opmærksomhed fra det videnskabelige samfund såvel som i medierne. Resultatet blev således omtalt i adskillige større danske aviser. Kvantehukommelse er en erstatning for klassisk hukommelse og er nødvendig i fremtidens kvante-computere og -netværk. En af de vigtigste anvendelser af den er til kvantekommunikation over store afstande.

I samarbejde med QUANTOP-Århus og kollegaer fra Max Planck Instituttet er der fremsat nye måder at frembringe sammenfiltrede tilstande af lys og atomer. Der er også udviklet teori for den kvantemekaniske vekselvirkning mellem lys og atomer, som inkluderer realistiske diffraktionseffekter.

Der er startet et nyt projekt, hvis mål er at frembringe en enkelt fotonpuls, som er kompatibel med den atomare hukommelse. Konstruktionen af et Rubidium Bose-Einstein kondensat (BEC) er fortsat i de nye laboratorier med det formål at bruge BEC dels til kvantehukommelse og dels til at frembringe "spin-squeezed" tilstande. Projektet om forbedring af kvantegrænsen for atomare ure har nået en milepæl: Kolde atomer er blevet fanget i en dipolfælde. Herefter skal der udføres interferonmetriske, ikke destruktive målinger på atomerne, hvilket er det vigtigste skridt mod "spin- squeezing".

I 2004 var QUANTOP i samarbejde med Nordita vært for "Niels Bohr Summer Institute on Quantum Optics". Over 20 førende forskere fra hele verden holdt forelæsninger for mere end 40 internationale studerende og unge forskere. I september 2004 fik Kvanteoptik ved Niels Bohr Institutet fornyet styrke med ansættelsen af lektor Anders Sørensen. Hans forskningsområde er teoretisk kvanteinformation med atomer og faststof. I 2004 fik to unge forskere ved QUANTOP-NBI tildelt velansete priser – Aska Dolinska fik et stipendium fra Danmarks Forskningsuddannelsesråd og Brian Julsgaard fik tildelt Allan Machintosh Travel Legacy for Outstanding Research in Natural Sciences samt Aarhus University Research Foundation Prize (professor, direktør for Quantop, NBI: E.S. Polzik, lektorer A. Sørensen, J.H. Müller, post.doc.s. C. Alzar, B. Julsgaard, C. Hettich, ph.d.-studerende P. Petrov, J. Sherson, A. Hilliard, A. Dolinska, D. Oblak, specialestuderende J.S. Neergaard-Nielsen, C. Olausson, R. Ollson).

I år 2004 har 38 udenlandske gæsteforskere, heraf ni udenlandske ph.d.-studerende, opholdt sig ved Niels Bohr Institutet i længere perioder (over tre måneder). Gæsteforskerne kommer fra følgende lande: Australien 1, Bulgarien 1, England 2, Holland 1, Indien 1, Iran 1, Israel 1, Italien 2, Japan 3, Frankrig 2, New Zealand 1, Norge 1, Polen 1, Rumænien 4, Rusland 1, Slovakiet 1, Schweiz 1, Taiwan 1, Tjekkiet 1, Tyskland 7, USA 2, Østrig 1, Ukraine 1. Derudover har afdelingen i 2004 haft 117 udenlandske gæsteforskere på kortere ophold (i max. tre mdr.) og i forbindelse med Nuclear Theory Workshop on Compressed Baryonic Matter 9.1.2004 (seks deltagere udefra), Atlas TRT Workshop 10.-16.5.2004 (37 deltagere udefra), Nordic LHC Workshop 9/Nordugrid Workshop 7 16.-18.6. 2004 (41 deltagere udefra), Niels Bohr Summer Institute, Quantum Optics 9.-27.8.2004 (60 deltagere udefra) (formand Jan Ambjørn).

Niels Bohr Arkivet blev oprettet den 7.10.1985. Det er en tilskudsberettiget selvejende institution under Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Udvikling i tilknytning til Niels Bohr Institutet og KU.

Arkivets mange historiske samlinger omfatter bl.a. Niels Bohrs videnskabelige, private og administrative korrespondance, Bohrs manuskripter, arkivalier fra nogle af Bohrs nærmeste medarbejdere, samt video-, film- og lydbåndsoptagelser med og om Bohr. Efterhånden som samlingerne bliver ordnet og registreret (med støtte fra danske og udenlandske fonde, senest en treårig bevilling fra Videnskabsministeriets Tipsmidler), bliver de relevante oplysninger lagt ud på arkivets hjemmeside, www.nba.nbi.dk, hvor man også kan se arkivets store fotosamling. Bøgerne i arkivets unikke videnskabshistoriske bogsamling kan ikke hjemlånes, men kan læses i arkivets bibliotek.

Arkivet modtager gæsteforskere fra ind- og udland, arrangerer åbne seminarer i videnskabshistorie og fungerer desuden som formidler af naturvidenskab og videnskabshistorie for gymnasieklasser. De to sidste bind (11 og 12) af Niels Bohrs samlede værker, der vil dokumentere Bohrs politiske og samfundsmæssige aktiviteter, forventes udgivet i 2005 (forstander: Finn Aaserud).

Nanofysikgruppen arbejder med nanopartikler, kulstofnanorør, III-V halvleder-baserede mesoskopiske strukturer, spinbaseret elektronik og mesoskopiske superledere. III-V Nanolab, drevet af NBIfAFG og COM Centret på DTU, er centreret omkring et molekylstråleepitaksi-anlæg, der tillader at opbygge énkrystallinske lag af skiftevis GaAs og GaAlAs. Der rådes over et dampfase-epitaksianlæg til dyrkning af kulstofnanorør. Et scanning-elektronmikroskop tillader elektronstrålelitografi ned til 50 nm linjebredde. Transmissionselektronmikroskopi udføres bl.a. på det nye 300 kV FEG-transmissionselektronmikroskop på Risø. Der foretages målinger ved lave temperaturer (20 mK) og høje magnetfelter (13 T) samt med et atomic force-mikroskop. Nanofysikgruppen er deltager i Københavns Universitets Nano Science Center (NSC) med T. Bjørnholm (kemi) som centerleder og P.E. Lindelof (fysik) som vicecenterleder.

Forskningsaktiviteterne i NSC som helhed beskrives i et særligt årbogsafsnit.

Nanorør er cylindriske kulstof-molekyler med diametre omkring en nanometer men længder op mod en millimeter. I gruppen har vi faciliteter til at fremstille individuelle nanorør på et substrat ved katalytisk udfældning af kulstof fra metan. Elektronstråle-litografi benyttes til at kontaktere nanorørene med nanoskala metal-elektroder, hvorved deres elektriske egenskaber kan studeres. Elektrontransporten i rørene er en-dimensional og ved lave temperaturer domineres den af enkelt-elektronfænomener, elektron-elektronvekselvirkninger, samt spin-effekter, som kan studeres ved at påtrykke et eksternt magnetfelt eller koble nanorørene til ferromagnetiske elektroder. Disse elementer indgår i flere af gruppens projekter, som bl.a. foregår i forbindelse med EU-programmer omhandlende kvanteinformation (ULTRA-1D mfl.) og nano-elektromekanik (CANEL). I det seneste år er to nye skanning probe mikroskoper desuden blevet taget i anvendelse til studier og manipulation af nanorør på overflader. Gruppen har fortsat sin indsats for at fremstille hybrid-komponenter baseret på nanorør indlejret epitaksielt i halvlederstrukturer. Dette åbner muligheder for at fabrikere meget små kredsløb, der kombinerer halvleder-heterostrukturer af høj kvalitet med de interessante elektriske egenskaber af kulstofnanorør, og gruppens opfindelse er under patentering. Der studeres desuden andre hybridstrukturer, hvor nanorør kobles til C60 fulleren-molekyler. Raman spektroskopi er blevet anvendt til karakterisering af geometri og bånd-struktur af individuelle nanorør, bl.a. i samarbejde med Molekylærbiologisk Institut vedr. identifikation af proteiner, som selektivt kan opløse nanorør. Et Molecular Vapour Phase Epitaxy (MOVPE) system, som er blevet doneret til gruppen af Giga/Intel, er under installering og vil i fremtiden blive anvendt til dyrkning af nye typer nanotråde af halvleder-materialer, fx silicium (P.E. Lindelof, J. Nygård, C.B. Sørensen, N. Payami, I. Jensen, C. Mortensen, A. Jensen, K. Grove-Rasmussen, J.R. Hauptmann, H.I. Jørgensen og T. Sand Jespersen).

Grundlæggende principper for kvantefysikken som superposition af tilstande, sammenfiltring (entanglement) af tilstande, teleportation og ubestemthedsrelationer har over de sidste 10 år vist sig at have vidtrækkende perspektiver for informationsteknologien. Det drejer sig om radikalt nye udformninger af ultrahurtige (kvante-)computere og helt sikker overførsel af information baseret på polariserede enkeltfotoner (kvantekryptografi). Vi har arbejdet med udvikling af en enkeltfoton-kilde efter helt nye principper (EU-projekterne SAWPHOTON og SECOQC). Vi har fremstillet en lateral p-i-n diode i en GaAs-kvantebrønd. Vi har også været i stand til med en præcision på 1:10.000 at synkronisere en strøm af elektroner I = ef ved hjælp af en GHz-overfladeakustisk bølge med frekvensen f, hvor hver bølgedal i den overfladeakustiske bølge har fanget blot en enkelt elektron. Der arbejdes på at kombinere de to nanoteknologiske komponenter til én, hvor elektronerne enkeltvis injiceres i p-i-n dioden og ved rekombination giver anledning til enkelte fotoner med hyppigheder i GHz-området. Dette højteknologiske udviklingsarbejde har givet anledning til et væld af andre fænomener af betydning for halvlederfotonik. Inden for kvantecomputerteknologien har vi arbejdet på en større grad af kontrol af transport af elektronspin i halvledere helt ned til en mulig kontrol af enkelte elektronspin med et magnetisk moment på blot én Bohr-magneton. Arbejdet har omfattet undersøgelser af injektion af polariserede elektronspin fra en magnetisk halvleder (GaMnA’s) ind i en kvantebrønd og undersøgelser af Zeemanopsplitning af spintilstandene i en kvantedot i et magnetfelt. Ved at studere Coulomb-blokade konduktans i en halvlederkvantedot versus en gatespænding og en source-drain bias kan vi lokalisere et enkelt elektronspin i en halvlederkvantedot. Vi har sammen med NTT, Japan, arbejdet på at udføre elektronspinresonansmålinger på en enkelt elektron i en kvantedot. Som ventet har dette været vanskeligt, og indtil nu er det heller aldrig blevet observeret (P.E. Lindelof, J. Nygård, F. Berg Rasmussen, K. Gloos, J. Sadowski, C.B. Sørensen, N. Payami, I. Jensen, C. Mortensen, A. Jensen, M. Aagesen, S. Erfurt Andresen, K. Grove-Rasmussen, H.I. Jørgensen, B. Skov Sørensen, M. Utko og P. Utko).

Elektronmikroskopiske undersøgelser af nanokrystaller af bly i aluminium er fortsat. Der er specielt blevet lagt vægt på undersøgelser af Brownske bevægelser af smeltede blykrystaller studeret ved in situ elektronmikroskopi ved temperaturer omkring 350-450 ^oC. Blykrystallernes bevægelser følges på video og analyseres ved digitalisering af de enkelte videobilleder. Krystallernes bevægelsesmønstre kan analyseres ved brug af Einsteins diffusionsteori sammenkoblet sammen med Smulochowskis analyse af random walk i et harmonisk potential. Herved er det muligt at bestemme diffusionskoefficienten for de enkelte nanokrystaller. Når større nanokrystaller af bly og blylegeringer i aluminium smelter eller størkner, forårsager rumfangsændringen, at der spontant opstår spændinger i aluminiummatrix. Spændingerne, der kan observeres direkte i elektronmikroskopet, aftager som funktion af tiden, og ud fra tids- og temperaturanalyser kan det konkluderes, at det skyldes en forøget vakanceaktivitet i aluminiumgitteret i nærheden af inklusionerne (E. Johnson, S. Steenstrup og M.T. Levinsen i samarbejde med S. Prokofjev og V. Zhilin, Russian Academy of Sciences, og U. Dahmen, L. Zhang og T. Radetic, NCEM, Lawrence Berkeley National Laboratory).

Mikrostrukturen af kobber-koboltmetallegeringer, der er størknet under kontrollerede omstændigheder, undersøges ved elektronmikroskopi og lysmikroskopi. Ved meget langsom størkning er der mulighed for, at metalvæsken afblandes i to væskefaser med forskellig sammensætning. Dette kan specielt ske, når væskedråber holdes svævende i et magnetfelt, så de ikke har fysisk kontakt med en digel. Projektet er et led i et ESA-program, hvor størkningseksperimenterne, der udføres ved Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt i Köln, skal bane vejen for fremtidige eksperimenter på Den Internationale Rumstation (E. Johnson i samarbejde med N. Pryds, Risø, I. Egry, DLR, Köln, L. Battezzati og S. Curiotti, Universisty of Turin, og D. Chatain, CRMCN-CNRS, Marseille).

Af undersøgelser i 2004 kan nævnes studiet af L-alanine, én af de 20 aminosyrer, der tjener som byggesten for proteiner. Stoffet har en orthorhombisk struktur og udviser en faseomdannelse ved ca. 20 kbar. For actiniden ThO₂, et stof uden 5f-elektroner, har vi gennemført nye eksperimentelle og teoretiske undersøgelser for at bestemme tilstandsligningen med større nøjagtighed end før. Trykinducerede transformationer har været undersøgt i Sc₂ (MoO₄ )₃ , et materiale med en negativ termisk ekspansion. Krystallen har en reversibel transformation til en amorf fase, hvis trykket er under 51 kbar, men er irreversibel for et højere tryk (J. Staun Olsen i samarbejde med J.-E. Jørgensen, L. Gerward og A. Waskowska).

En del af teorigruppen ved Ørsted Laboratoriet er stærkt involveret i forskning inden for kvantetransport i nanosystemer, såsom molekylære transistorer og andre "mesoskopiske" systemer. Denne aktivitet er en del af Nano-Science Centrets forskning. Vi samarbejder derudover med flere europæiske grupper, bl.a. i forbindelse med EU-projekter, samt grupper i USA.

Vi har i 2004 især fokuseret på forståelsen af to vigtige grænsetilfælde for elektrontransport i sådanne systemer. Det første tilfælde er karakteriseret ved en diskret overførelse af elektroner, dvs. at det pågældende system, f.eks. et molekyle, er i svag elektrisk kontakt med omgivelserne. Det andet tilfælde er derimod karakteriseret ved stærk elektronisk kontakt, således at den fysiske beskrivelse må tage udgangspunkt i en kvantemekanisk beskrivelse af elektronbølgerne. Disse to områder er begrebsmæssigt meget forskellige, og et af de centrale emner inden for den teoretiske forskning er at etablere en bedre forståelse af, hvorledes de kan samles under et. De to nævnte fysiske tilfælde indeholder desuden hver sine uafklarede spørgsmål. Sammenfattende kan det opsummeres på følgende måde: Når man forbinder et nanosystem med makroskopiske systemer, som f.eks. til to elektroder, er der visse egenskaber, der er bestemt af nanosystemet selv, mens der er andre egenskaber, der bliver så kraftigt modificerede af koblingen, at det er nødvendigt at finde nye måder, som forener den mikroskopiske og makroskopiske beskrivelse af systemet. Det kan forventes, at mange problemstillinger af denne karakter vil dukke op i de næste år i takt med, at de eksperimentelle nanoelektroniske teknikker udvikles og modnes. I forbindelse med vores konkrete samarbejde med eksperimentelle grupper både inden for Nano-Science Centeret og udenfor (Delft, Holland; Chalmers, Sverige; Cornell, USA) har vi udført konkrete udregninger. Især har vi beskæftiget os med koblingen mellem det elektroniske system og de mekaniske bevægelser af nanosystemer. I visse tilfælde er det nødvendigt at beskrive begge frihedsgrader kvantemekanisk, mens det i andre tilfælde er tilstrækkeligt med en klassisk fysisk beskrivelse af en af de to komponenter (K. Flensberg, G.A. Kaat, P. Hedegård, A.M. Lunde, T. Novotny, J. Paaske, J.N. Pedersen, A. Rossini, M. Stilling, K. Stokbro).

Nye neutron- og røntgenspredningsmålinger har vist, at de magnetiske vekselvirkninger i PrO₂-krystaller er kraftigt influeret af momenternes orbitale frihedsgrader. Systemet udviser en "Jahn-Teller"-overgang ved ca. 120 K. Under denne temperatur ændrer oxygen-atomerne deres positioner. Forskydningsmønstret er kompliceret, atomerne forskydes op og ned langs to på hinanden vinkelrette retninger. De statiske deformationer ved lave temperaturer er af den rekordagtige størrelse 3%, hvilket betyder, at ulineære og dynamiske effekter bliver vigtige. De magnetiske momenter knyttet til praseodymium-ionerne ordner antiferromagnetisk ved ca. 13.5 K, og den antiferromagnetiske struktur er i betydelig grad påvirket af forskydningerne i oxygen-ionernes positioner. Modelberegninger har vist sig i stand til at kunne give en entydig bestemmelse af, hvor oxygen-ionerne placerer sig i Jahn-Tellerfasen, og de forklarer også de basale sider af den observerede antiferromagnetiske orden, men der er en række uafklarede fænomener, som kræver at blive undersøgt nærmere, både eksperimentelt og teoretisk (J. Jensen i samarbejde med A.T. Boothroyd og C.H. Webster, Clarendon Laboratory, Oxford).

Årets arbejde med den teoretiske forståelse af høj-T_c cupraterne har været fokuseret på konsekvenserne af den spontane dannelse af en inhomogen elektronstruktur. Disse materialer er i lighed med andre i klassen af såkaldt "stærkt korrelerede elektron systemer" karakteriseret ved et sammenbrud af standardmodellen for metaller, hvori elektronerne danner en homogen Fermivæske. Vi har udviklet en ny middelfeltteori, hvor både antiferromagnetiske og superledende ordensparametre indgår. Der er fundet løsninger, som beskriver den eksperimentelt observerede "stribe"-struktur. Detaljerede beregninger for både enkelt-elektronprober (Fotoemission, Scanning Tunnel Mikroskopi) og kollektive prober (Neutron spredning, NMR) har vist gode resultater, der yderligere giver tillid til det fysiske billede, som har været vort udgangspunkt (B.M. Andersen og P. Hedegård).

En stor del af oxygenfrigivelsen fra blod til væv foregår fra arteriolerne. Der har gennem mange år været modstridende opfattelser af transportmekanismen for dette molekylære oxygen. Baseret på nye eksperimenter vises, at transporten gennem arteriolevæggen udmærket kan foregå ved almindelig passiv diffusion, ingen mere komplicerede processer er nødige. Den videre transport gennem det tilstødende væv kræver derimod mere aktive mekanismer som f.eks. pulserende væske og diffusion i porøse medier. Der er afstukket grænser for disse bidrag (B. Andresen i samarbejde med S. Bertuglia, P. Salamon, C. Essex, K.H. Hoffmann).

Den første af NASA's "Mars Exploration Rovers", Spirit, landede i Gusev-krateret på Mars og den anden, Opportunity, på Meridiani-sletten hhv. den 4.1. og 25.1.2004. Eksperimenter på overfladen af Mars, udført med instrumenter på disse rovere, har dannet rammen om Mars/Mössbauer-gruppens arbejde gennem år 2004.

De danske magneteksperimenter har givet flere overraskende resultater. Et af eksperimenterne har vist, at (næsten) alle de luftbårne støvpartikler er magnetiske. Videre har undersøgelserne vist, at de magnetiske støvpartikler er sammensatte. Endelig er det lykkedes at vise, at det luftbårne støv på Mars er magnetisk, fordi det indeholder krystallitter af mineralet magnetit (Fe₃O₄) i så godt som hver eneste støvpartikel. Se i øvrigt årsrapporten under Center for Planetforskning. I skrivende stund arbejdes endnu med eksperimenterne på de to rovere, så resultaterne strømmer stadig ind (se http://marsrovers.jpl.nasa.gov). Resultater fra de første tre måneders aktiviteter på Mars er publiceret i to særnumre af tidsskriftet "Science", 6.8. og 3.12. 2004 (P. Bertelsen, C.S. Binau, W. Goetz, J.M. Knudsen, M.B. Madsen, M. Olsen i samarbejde med Jet Propulsion Laboratory, Department of Astronomy, Cornell University, US Geological Survey, Flagstaff, Johannes Gutenberg Universität, Mainz, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona samt ISA og Afdelingen for Geomorfologi, begge Aarhus Universitet og Kemisk Institut, Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole).

Kolde natrium- og magnesiumatomer fanges i atomfælder ved hjælp af nye kvanteoptiske metoder. Magnesiumatomet har en særlig simpel energiniveau-struktur, der muliggør en detaljeret sammenligning mellem teori og eksperiment. Eksperimenterne har været fokuseret på kolde magnesiumatomers dynamik og en videreudvikling af en optisk frekvensstandard (atomur). Den optiske standard er baseret på den frekvenssnævre interkombinationslinje i magnesium. Studier af kolde magnesiumatomers dynamik støttes af teoretiske modeller baseret på Fokker-Planckligningen. Lignende studier er også udført med natriumatomer, men her forventes den teoretiske model at være for simpel, idet den ikke medtager natrium-atomets multi-energiniveau-struktur samt subdoppler kølemekanismer. En ny serie af eksperimenter undersøger kohærensegenskaber af magnesiumatomer ved to-fotonexcitationer fra resonansovergangene ved 285 nm (1S0-1P1) og 880 nm (1P1-1D2).

En ny eksperimentel opstilling er konstrueret med henblik på at opnå Bose-Einsteinkondensation i natrium (BEC). Opstillingen består bl.a. af en natriumkilde, der frembringer en stråle af termiske natriumatomer. Atomerne nedbremses i en "Zeeman slower" og overføres derefter til en magneto-optisk fælde. Til sidst overføres atomerne til en magnetisk fælde. Her køles atomerne yderligere ved brug af radiofrekvens-fordampningskøling. Denne sidste del er nu ved at blive testet, som det sidste skridt mod BEC i natrium (J.W. Thomsen, C.V. Nielsen, N. Malossi, O. Vainio, L.B. Jacobsen, T. Lund-Hansen, J. Lyngsø, J. Hald, DFM, J. Henningsen, DFM).

Dipol-polarisationen for et kohærent exciteret Starkmangefold studeres i det simpleste n = 2-tilfælde. 2s-2p udartningen i det rene Coulombpotentiale giver anledning til observable, som definerer størrelsen og retningen af elektronskyens polarisation. Samtidig ionisation og ekscitation af He-ionen ved elektronbeskydning er analyseret som eksempel (N. Andersen og K. Bartschat, Drake University).

Der er foretaget teoretiske beregninger af antallet af neutrale atomer, der kan bindes til en ladet ion i et Bose-Einstein-kondensat. I den fortyndede grænse er det vist ved termodynamiske argumenter, at antallet er bestemt af forholdet mellem spredningslængderne for atom-ion og atom-atomkollisioner. Ved højere tætheder er antallet fundet ud fra løsninger til den ulineære Gross-Pitaevskiiligning. For en to-komponent-Fermigas, der består af ultrakolde lithium-6 atomer i en fælde, er frekvensen og dæmpningen af dens kollektive svingninger beregnet og sammenlignet med igangværende eksperimenter (P. Massignan, G.M. Bruun og H. Smith i samarbejde med C.J. Pethick).