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 Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt
03.07.2020 | Universität Wien

nachricht Physiker blicken mit Pikoskope in das Innere der atomaren Materie
01.07.2020 | Universität Rostock

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: Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren. Die Ergebnisse sind in Nature Communications veröffentlicht.

Supraleitung ist ein physikalisches Phänomen, das bei niedrigen Temperaturen in vielen Materialien auftritt und das sich durch einen verschwindenden...

Im Focus: Elektronen auf der Überholspur

Solarzellen auf Basis von Perowskitverbindungen könnten bald die Stromgewinnung aus Sonnenlicht noch effizienter und günstiger machen. Bereits heute übersteigt die Labor-Effizienz dieser Perowskit-Solarzellen die der bekannten Silizium-Solarzellen. Ein internationales Team um Stefan Weber vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz hat mikroskopische Strukturen in Perowskit-Kristallen gefunden, die den Ladungstransport in der Solarzelle lenken können. Eine geschickte Ausrichtung dieser „Elektronen-Autobahnen“ könnte Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen.

Solarzellen wandeln das Licht der Sonne in elektrischen Strom um. Dabei wird die Energie des Lichts von den Elektronen des Materials im Inneren der Zelle...

Im Focus: Electrons in the fast lane

Solar cells based on perovskite compounds could soon make electricity generation from sunlight even more efficient and cheaper. The laboratory efficiency of these perovskite solar cells already exceeds that of the well-known silicon solar cells. An international team led by Stefan Weber from the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz has found microscopic structures in perovskite crystals that can guide the charge transport in the solar cell. Clever alignment of these "electron highways" could make perovskite solar cells even more powerful.

Solar cells convert sunlight into electricity. During this process, the electrons of the material inside the cell absorb the energy of the light....

Im Focus: Das leichteste elektromagnetische Abschirmmaterial der Welt

Empa-Forschern ist es gelungen, Aerogele für die Mikroelektronik nutzbar zu machen: Aerogele auf Basis von Zellulose-Nanofasern können elektromagnetische Strahlung in weiten Frequenzbereichen wirksam abschirmen – und sind bezüglich Gewicht konkurrenzlos.

Elektromotoren und elektronische Geräte erzeugen elektromagnetische Felder, die bisweilen abgeschirmt werden müssen, um benachbarte Elektronikbauteile oder die...

Im Focus: The lightest electromagnetic shielding material in the world

Empa researchers have succeeded in applying aerogels to microelectronics: Aerogels based on cellulose nanofibers can effectively shield electromagnetic radiation over a wide frequency range – and they are unrivalled in terms of weight.

Electric motors and electronic devices generate electromagnetic fields that sometimes have to be shielded in order not to affect neighboring electronic...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz QuApps zeigt Status Quo der Quantentechnologie

02.07.2020 | Veranstaltungen

Virtuelles Meeting mit dem BMBF: Medizintechnik trifft IT auf der DMEA sparks 2020

17.06.2020 | Veranstaltungen

Digital auf allen Kanälen: Lernplattformen, Learning Design, Künstliche Intelligenz in der betrieblichen Weiterbildung, Chatbots im B2B

17.06.2020 | Veranstaltungen

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

Der sechste Sinn der Tiere: Ein Frühwarnsystem für Erdbeben?

03.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Effizient, günstig und ästhetisch: 
Forscherteam baut Elektroden aus Laubblättern

03.07.2020 | Energie und Elektrotechnik

Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

03.07.2020 | Physik Astronomie

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