Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einblicke ins Innere von Jupiter und Saturn

26.07.2007
Physiker der Universität Jena nutzen neuartigen Laser "FLASH" / Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Eckhart Förster als eine der ersten an neuem Forschungsschwerpunkt des BMBF beteiligt

Ob es sich um die Zielankunft in einem Sprintrennen oder das Flügelschlagen eines Insekts handelt, wer schnelle Bewegungen - unverwackelt - auf ein Foto bannen will, muss mit sehr kurzen Belichtungszeiten arbeiten. Das gilt für die konventionelle Fotografie ebenso wie für wissenschaftliche Analysen. "Will man etwa Schwingungen in einem Molekülgitter beobachten, deren Periode nur Sekundenbruchteile beträgt, sind ultrakurze Lichtblitze nötig", erläutert Prof. Dr. Eckhart Förster von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. "Sind die Strukturen zudem sehr klein, wie im Falle einzelner Moleküle und Atome, muss die Strahlung außerdem sehr kurzwellig sein und entweder im extremen ultravioletten oder im Bereich der Röntgenstrahlung liegen", so der Professor für Experimentalphysik weiter.

Derzeit gibt es weltweit nur einen einzigen Laser, mit dem sich Blitze im Bereich der weichen Röntgenstrahlung mit ausreichender Intensität erzeugen lassen: "FLASH" ("Free Electron Laser in Hamburg"). Das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg betreibt den Rekord-Laser, der bis zu 150 Röntgenpulse pro Sekunde mit einer Spitzenleistung von bis zu 10 Gigawatt pro Puls aussendet. An der Hochleistungsanlage werden künftig auch die Forscher um Prof. Förster arbeiten. Der Jenaer Physiker gehört mit seinem Team zu den ersten Gruppen, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) kürzlich als Partner für den neuen Forschungsschwerpunkt "FLASH: Materie im Licht ultrakurzer und extrem intensiver Röntgenpulse" ausgewählt hat. Bis 2010 erhalten die Forscher über 700.000 Euro für ihre Untersuchungen.

Damit würdigt das BMBF die ausgewiesene Expertise der Forscher des Instituts für Optik und Quantenelektronik der Jenaer Universität auf dem Gebiet der Laserentwicklung und -anwendung, die sie bereits mehrfach in Beiträgen renommierter Journale wie "Nature" unter Beweis stellten. In Jena entwickeln die Forscher des Instituts, dessen Direktor Prof. Förster ist, derzeit z. B. den Hochintensitätslaser "POLARIS".

... mehr zu:
»Jupiter »Laser »Materie »Physik »Saturn

Mit Hilfe von "FLASH" wollen die Physiker der Friedrich-Schiller-Universität nun in Kooperation mit Kollegen der Universität Rostock und des DESY in Hamburg die Eigenschaften so genannter "warmer dichter Materie" untersuchen. Diese Form der Materie kommt beispielsweise im Inneren der großen Gasplaneten Saturn und Jupiter vor. "Bisher wissen wir über diese Materieform aber nur sehr wenig", so Prof. Förster. "Lediglich" 10.000 bis 100.000 °C sollen im unzugänglichen Inneren von Saturn und Jupiter vorherrschen. Heiße Materie dagegen, aus der Sterne bestehen oder die im Labor mit Hilfe von Hochleistungslasern erzeugt werden kann, weist Temperaturen von mehreren Millionen Grad auf. "Heiße Materie lässt sich deshalb gut untersuchen, weil sie sichtbare, ultraviolette und Röntgenstrahlung aussendet, die wir auf der Erde messen können", macht Förster den Unterschied deutlich. Warmer Materie fehlt die Energie zum Strahlen - für die Wissenschaftler ist sie deshalb bislang nur äußert schwer zu erfassen.

Um die warme dichte Materie dennoch zu untersuchen, erzeugen sie die Physiker im Labor. Und genau dazu brauchen sie "FLASH". Mit seiner Hilfe beschießen Prof. Förster und seine Kollegen Wasserstofftröpfchen, die zuvor auf minus 260 °C abgekühlt wurden. Für winzige Bruchteile einer Sekunde lässt sich so im Vakuum warme dichte Materie erzeugen. Das Röntgenlicht des Lasers wird zugleich an diesem kurzzeitig existierenden Materiezustand gestreut. "Die Art und Intensität der Streuung gibt uns Aufschluss über seine Temperatur und seine Dichte", so Förster.

Nach einem erfolgreichen Vorexperiment im März dieses Jahres haben die Jenaer Physiker ihre Untersuchungen an "FLASH" jetzt planmäßig begonnen. Damit liefern sie auch wichtige Erkenntnisse, die dazu beitragen, "FLASH" weiter zu verbessern. Der Laser ist die Pilotanlage für den noch weitaus leistungsstärkeren Röntgenlaser XFEL, der ab 2012 noch kürzere Wellenlängen und um Größenordnungen höhere Intensitäten erzeugen wird.

Kontakt:
Prof. Dr. Eckhart Förster
Institut für Optik und Quantenelektronik der Friedrich-Schiller Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947260
E-Mail: foerster[at]ioq.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Berichte zu: Jupiter Laser Materie Physik Saturn

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht APEX wirft einen Blick ins Herz der Finsternis
25.05.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie

25.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics