Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn Ionen sich näher kommen: RUB-Forscher entdecken neue physikalische Anziehungskraft

26.03.2012
Neue physikalische Anziehungskraft in Quanten-Plasmen
RUB-Physiker entdecken unbekanntes Negativ-Potential auf Nano-Skalen

Heutzutage sind immer kleinere und leistungsstärkere Computerchips gefragt. Physiker der RUB haben eine neue physikalische Anziehungskraft entdeckt, die diesen Fortschritt beschleunigt. Prof. Dr. Padma Kant Shukla und Dr. Bengt Eliasson fanden ein bisher nicht bekanntes Phänomen in Quanten-Plasmen.

Ein negativ geladenes Potential ermöglicht es, innerhalb des Plasmas positiv geladene Teilchen (Ionen) in atom-ähnlichen Strukturen zu bündeln. Dadurch kann Strom wesentlich schneller und effizienter geleitet werden als bisher und es eröffnen sich neue Perspektiven für Nanotechnologien. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in Physical Review Letters (der Beitrag erscheint am 13. April).

Elektronen und Ionen in gewöhnlichen Plasmen

Ein gewöhnliches Plasma ist ein ionisiertes elektrisch leitendes Gas, bestehend aus positiven (Ionen) und negativen Ladungsträgern (sog. nicht entarteten Elektronen). Es ist der Hauptbestandteil unseres Sonnensystems. Auf der Erde können solche Plasmen unter anderem zur Energiegewinnung in kontrollierten thermonuklearen Fusions-Plasmen, ähnlich der Sonne, oder aber auch zur Krankheitsbekämpfung in der Medizin genutzt werden.

Neuer Effekt auf atomaren Skalen in Quanten-Plasmen

Quanten-Plasmen erweitern den Anwendungsbereich auf Nano-Skalen, wenn quanten-mechanische-Effekte an Bedeutung gewinnen. Das ist der Fall, wenn im Vergleich zu gewöhnlichen Plasmen die Plasma-Dichte sehr hoch und die Temperatur niedrig ist. Dann tritt das neu entdeckte Potential auf, das durch kollektive Wechselwirkungsprozesse entarteter Elektronen mit dem Quanten-Plasma entsteht. Solche Plasmen finden sich z.B. in Kernen von Sternen mit versiegendem nuklearen Energievorrat (Weiße Zwerge) oder sie können künstlich im Labor mit Hilfe von Laser-Bestrahlungen erzeugt werden. Das neue negative Potential führt zu einer anziehenden Kraft zwischen den Ionen, die sich dann zu Gittern formieren. Sie werden komprimiert und die Abstände zwischen ihnen verkürzt, so dass Strom weitaus schneller hindurch fließen kann.

Mikrochips und Halbleiter

Die Erkenntnisse der Bochumer Wissenschaftler eröffnen die Möglichkeit der Ionen-Kristallisation auf der Größenskala eines Atoms. Sie begründen damit eine neue Richtung der Forschung, die in der Lage ist verschiedene Disziplinen der Physik miteinander zu verknüpfen. Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise Mikrochips für Quanten-Computer, Halbleiter, dünne Metallfolien oder auch metallische Nanostrukturen.

Titelaufnahme

P. K. Shukla, B. Eliasson (2012): Novel Attractive Force Between Ions in Quantum Plasmas, Physical Review Letters (in print)

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Padma Kant Shukla, RUB International Chair, Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität Bochum, 0234/32-23759, profshukla@yahoo.de

Redaktion: Marie-Astrid Reinartz

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie