Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

SQUIDs statt Schaufeln: Archäologen greifen zu Quantenelektronik aus dem IPHT

25.09.2006
Versunkene Zeugnisse unserer Vorfahren aufzuspüren ohne eine Schaufel in die Hand zu nehmen - das leistet eine neue, international einmalige Methode der Abteilung "Quantenelektronik" des Institutes für Physikalische Hochtechnologie (IPHT).

Die Supraleitenden Quanten-Interferenz-Detektoren (SQUIDs) ermöglichen Magnetfeldkartierungen von bisher nicht gekannter Genauigkeit in deutlich kürzerer Zeit als herkömmliche Systeme und sind gleichzeitig robust genug, um im Freiland zur Beurteilung von Ausgrabungsflächen eingesetzt werden zu können.

Diese Forschungsleistung ist das Ergebnis einer interdisziplinären Zusammenarbeit des IPHT mit dem Thüringischen Landesamt für Denkmalpflege und Archäologie (TLDA) und stellt die erfolgreiche Anwendung eines hochmodernen quantenelektronischen Verfahrens in der Archäologie dar.

Archäologen schöpfen ihr Wissen aus Ausgrabungsfunden wie Keramiken, gebrannten Ziegeln oder auch Holzteilen, die im Boden verrotten. Darüber hinaus können sie Siedlungsgruben, Gräber oder Pfostenstandspuren anhand von Farbveränderungen des Bodens ausfindig machen. Die Hinterlassenschaften unserer Vorfahren verursachen aber auch Veränderungen der magnetischen Eigenschaften des Bodens.

... mehr zu:
»IPHT »SQUID »TLDA

Sie beruhen auf den hohen Temperaturen im Boden oder der Aktivität magnetotaktischer Bakterien bei Verrottungsprozessen. Diese magnetischen Spuren vergangener Kulturen sind jedoch sehr gering im Vergleich zu denen geologischer Strukturen oder den kurzzeitigen Schwankungen des Erdmagnetfeldes.

Die magnetische Kartierung einer Fläche bietet viele Vorteile, weil sie ohne zeit- und kostenintensive Grabungen auskommt und zerstörungsfrei ist.

Gleichzeit stellt sie aber eine sehr große Herausforderung für die Messtechnik dar. Die IPHT-Wissenschaftler um Dr. Volkmar Schultze und Dr. Ronny Stolz haben diese Herausforderung nun gemeistert: Ihre SQUIDs sind so empfindlich, dass sie auch kleinste Signale detektieren können. "Diese große Empfindlichkeit nutzte man bisher, um die biomagnetischen Felder des menschlichen Gehirns zu untersuchen", erläutert Volkmar Schultze. Allerdings müssen dafür große, mehrere Millionen Euro teure Abschirmkabinen um die SQUIDs errichtet werden. Am IPHT konnten nun SQUIDs der höchsten Sensitivität so ausgelegt werden, dass sie ohne eine derartige aufwendige und teure Schirmung arbeiten und sogar frei im Erdfeld bewegt werden können. Der besondere Trick dabei ist: Das Messsystem ist so konstruiert, dass homogene Magnetfelder, wie zum Beispiel das Erdmagnetfeld, keine Signale liefern, sondern nur solche Felder, die auf kleiner Fläche graduelle Unterschiede aufweisen. Dies erreicht der spezielle SQUID von Ronny Stolz durch einen hochsymmetrischen und abgeglichenen Aufbau. "Dieser hohe Abgleich und die gleichzeitig extreme Magnetfeldempfindlichkeit unseres SQUID-Systems sind weltweit bisher unerreicht", betont der Physiker.

Damit kann das am IPHT auf die SQUIDs zugeschnittene Messsystem Magnetfeldkartierungen um Größenordnungen besser aufgelöst vornehmen als herkömmliche Systeme. Außerdem erfolgt die archäologische Prospektion mit viel größerer Geschwindigkeit, so dass die Untersuchung großer Flächen erst ökonomisch vertretbar wird. "Damit ergeben sich völlig neue Möglichkeiten für die archäologische Forschung", freut sich der Ur- und Frühgeschichtler Dr. Tim Schüler vom TLDA. So könne man mit der SQUID-Technologie in Zukunft nicht nur große zusammenhängende Areale effektiver kartieren, sondern auch im Vorfeld großer Baumaßnahmen archäologische Untersuchungen durchführen, ohne durch Grabungen wertvolle Zeit zu verlieren.

In Zusammenarbeit dem TLDA wurde das SQUID-Messystem an die Anforderungen in der Archäologie optimal angepasst. Den vorläufigen Höhepunkt dieser gemeinsamen Arbeiten stellt die Untersuchung des aus der Jungsteinzeit stammenden Kreisgrabensystems in Niederzimmern bei Weimar dar. "Die hochaufgelöste Kartierung dieses insgesamt 27 Hektar umfassenden Objektes wäre mit konventionellen Methoden kaum möglich gewesen", so Archäologe Schüler.

Darüber hinaus wurde die IPHT-Innovation weltweit an verschiedenen archäologisch interessanten Stellen (neben Deutschland u.a. in Österreich, England, Peru) eingesetzt und fand dabei höchste Anerkennung. So hielt Schultzes Kollege Sven Linzen Ende August auf der Applied Superconductivity Conference in Seattle einen eingeladenen Vortrag, Schultze selbst wird Mitte Dezember in London einen Vortrag auf einem internationalen Treffen von Geophysikern halten. Außerdem wurden die Jenaer Wissenschaftler gebeten, ihr Messsystem in archäologischen Fachpublikationen vorzustellen. Über die Untersuchung archäologisch interessanter Stätten in England berichteten unter anderem die BBC und die Zeitschrift "New Scientist".

Der Einsatz der neuartigen IPHT-Technologie ist nicht auf die Suche nach Spuren vergangener Kulturen beschränkt: "SQUIDs", so ist Volkmar Schultze überzeugt, "können auch bei der Minensuche oder im Bergbau wertvolle Dienste leisten."

Weitere Informationen:
Dr. Volkmar Schultze
Abteilung Quantenelektronik
Tel: 03641/ 206 117
Fax: 03641/ 206 199
E-mail: volkmar.schultze@ipht-jena.de

Susanne Liedtke | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipht-jena.de

Weitere Berichte zu: IPHT SQUID TLDA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation
13.12.2017 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

nachricht Einmal durchleuchtet – dreifacher Informationsgewinn
11.12.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neue Wirkstoffe aus dem Baukasten: Design und biotechnologische Produktion neuer Peptid-Wirkstoffe

13.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Analyse komplexer Biosysteme mittels High-Performance-Computing

13.12.2017 | Informationstechnologie