LMU-Physiker haben ein neues Modell entwickelt, das beschreibt, wie Filamente sich zu aktiven Schäumen zusammenfinden. Viele fundamentale Prozesse des Lebens und ihre synthetischen Entsprechungen in der Nanotechnologie basieren darauf, dass sich einzelne Teilchen autonom zu komplexen Mustern zusammenfinden. Der LMU-Physiker Professor Erwin Frey untersucht die grundlegenden Prinzipien dieser Selbstorganisation. Mit seinem Team hat er nun ein theoretisches Modell entwickelt, das die Bildung von Mustern – beispielsweise aktiven Schäumen aus einem Gemisch von Proteinfilamenten und molekularen Motoren – erklärt. Über ihre…
Die Elektronenhülle von Atomen als behindert als „elektromagnetischer Schutzschild“ den direkten Zugang zu dessen Kern und dessen Eigenschaften. Einem Team um Klaus Blaum, Direktor am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, gelang es nun, die Wirkung dieser Abschirmung in Beryllium-Atomen präzise zu vermessen. Dabei wurde auch das magnetische Kernmoment des Isotops Beryllium-9 um einen Faktor 40 genauer als bislang bestimmt. Solche Präzisionsmessungen sind nicht nur bedeutend für die fundamentale Physik. Sie helfen auch, bestimmte Anwendungen der Kernspinresonanz, die in der Chemie…
Wissenschaftler*innen der Abteilung für Physikalische Chemie am Fritz-Haber-Institut haben eine innovative Entdeckung in der nanoskaligen Optoelektronik gemacht, wie in ihrer kürzlich in Nature Communications veröffentlichten Studie beschrieben. Die Studie mit dem Titel „Atomic-Precision Control of Plasmon-Induced Single-Molecule Switching in a Metal–Semiconductor Nanojunction“ stellt eine bahnbrechende Methode vor, um eine beispiellose Kontrolle über das Photoschalten einzelner Moleküle zu erreichen. Dieser Durchbruch könnte die Zukunft der Nanotechnologie revolutionieren. Die nanoskalige Optoelektronik ist ein schnell fortschreitendes Feld, das sich auf die Entwicklung elektronischer…
Das Berliner Ferdinand-Braun-Institut (FBH) und die University of Glasgow intensivieren ihre Zusammenarbeit mit einem Schwerpunkt auf Anwendungen der Ultra-Hochleistungsphotonik. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Austausch von Fachkräften und Studierenden durch die neu eingerichtete Gastprofessur von Paul Crump aus dem FBH in Glasgow. Die Grenzen von Hochleistungsdiodenlasern noch weiter ausreizen – das ist nur eines der ehrgeizigen Ziele der Kooperation zwischen dem Berliner Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) und der University of Glasgow, Großbritannien (UK). Aus der im Jahr 2020…
Um Quantencomputer nutzbar zu machen, ist die Entwicklung der Ansteuerung für skalierbare Systeme essenziell, steckt aber noch in den Kinderschuhen. Das Projekt »ARCTIC« bringt 36 internationale Partner aus Industrie, Wissenschaft und führenden Forschungseinrichtungen zusammen, um eine vollständige und umfassende europäische Lieferkette für eine skalierbare, zuverlässige und innovative Steuerungsinfrastruktur für kryogene Quantenprozessoren aufzubauen. Die Institute Fraunhofer IPMS und Fraunhofer IAF bringen dabei ihre umfangreiche Kompetenz in der Charakterisierung von elektronischen Komponenten ein. Die EU finanziert das Projekt mit über 11 Millionen…
Etwa 80 bis 120 Kilometer über der Erdoberfläche wird die Luft so dünn, dass dieser Höhenbereich oft als Grenze zum Weltraum bezeichnet wird. Dennoch hat diese Atmosphärenschicht eine enorme Bedeutung – einerseits für den Flug von Satelliten und andererseits für das Erdklima. Die Universitäten Augsburg und Bern sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wollen diesen Grenzbereich nun genauer untersuchen. Die DFG und die SNSF fördern das auf den Namen GIGAWATT getaufte Projekt mit insgesamt 1,2 Millionen Euro….
Team entdeckt Magnon-Phonon-Fermi-Resonanz in einem Antiferromagneten. Rechenzentren werden schon bald voraussichtlich rund 10 Prozent der weltweiten Energieerzeugung für sich benötigen. Dieser Anstieg ist unter anderem auf die Eigenschaften der verwendeten Speichermaterialien – Ferromagnete – zurückzuführen. Forscher*innen weltweit suchen deshalb nach schnelleren und energiesparenden Materialien. Zu den vielversprechendsten Kandidaten zählen Antiferromagnete. Das Verständnis und die Kontrolle dieser Quantenmaterialien sind der Schlüssel zur Weiterentwicklung zukünftiger Technologien. Ein internationales Forschungsteam berichtet nun über einen großen Schritt nach vorn. Die Wechselwirkung zwischen Spins und…
Im Testfeld KITTEN am KIT steht die Effizienz von Beschleunigeranlagen im Fokus. Ein ressourcenschonender Betrieb von Teilchenbeschleunigern und anderen Großanlagen ist Ziel des EU-Forschungsprojekts Research Facility 2.0 (RF 2.0). Seit Jahresbeginn arbeiten zehn europäische Projektpartner koordiniert vom Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) an optimierten Komponenten und digitalen Lösungen, um den Energieverbrauch von Beschleunigersystemen zu senken. Die Europäische Kommission (Horizon Europe) und das Schweizer Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation fördern das Projekt mit insgesamt 5,6 Millionen Euro für drei Jahre….
Warum gibt es Materie im Universum und (fast) keine Antimaterie? Der internationalen Forschungskollaboration BASE am CERN in Genf unter Leitung von Prof. Dr. Stefan Ulmer von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist in diesem Zusammenhang ein experimenteller Durchbruch gelungen. Er kann dazu beitragen, die Masse und das magnetische Moment von Antiprotonen so präzise wie noch nie zu vermessen – und so mögliche Materie-Antimaterie-Asymmetrien zu erkennen. BASE hat eine Falle entwickelt, mit der einzelne Antiprotonen wesentlich schneller abgekühlt werden als bisher, was…
Neues Mikroskop enthüllt feinste Zellprozesse. Wie sieht das Innere einer Zelle wirklich aus? Bisherige Mikroskope stoßen bei dieser Frage oft an ihre Grenzen. Nun ist es Forschenden der Universitäten Göttingen und Oxford in Zusammenarbeit mit der Universitätsmedizin Göttingen gelungen, ein Mikroskop mit Auflösungen von besser als fünf Nanometern (fünf Milliardstel Meter) zu entwickeln. Das entspricht in etwa der Breite eines Haares, das in 10.000 Teile gespalten ist. Forscherteam mit Göttinger Beteiligung entwickelt hochauflösendes Fluoreszenzmikroskop Viele Strukturen in Zellen sind so…
Maschinelles Lernen wirft neues Licht auf die Entstehungsgeschichte unserer Milchstraße: Eine überraschende Entdeckung zur Entwicklung unserer Galaxie, basierend auf Daten der Gaia-Mission, ergab eine große Zahl alter Sterne auf ähnlichen Bahnen wie unsere Sonne. Sie bildeten die dünne Scheibe der Milchstraße bereits weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall, mehrere Milliarden Jahre früher als bisher angenommen. Die Milchstraße besteht aus einem großen Halo, einer zentralen Ausbuchtung und einem Balken, einer dicken Scheibe und einer dünnen Scheibe. Die meisten Sterne…
Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg (HdA) – Sommer, Sonne, Perseidenzeit: Jedes Jahr sind Mitte August nachts auffällig viele Sternschnuppen zu sehen. Während dieser Zeit zieht die Erde auf ihrer Umlaufbahn durch einen Schwarm von kosmischen Staubteilchen, die beim Eindringen in die Erdatmosphäre Leuchtspuren verursachen. Die meisten Sternschnuppen sind im Jahr 2024 in den Morgenstunden des 12. August und in der Nacht vom 12. auf den 13. August zu sehen. Unter optimalen…
European XFEL erzeugt exotische Materie. Forschende am European XFEL erzeugten einen Materiezustand, wie er im Inneren von Planeten oder in der implodierenden Kapsel eines Trägheitsfusionsreaktors vorkommt. Zugleich eröffnen sie einen Weg zur Messung extrem kurzer Phänomene. Skizze des experimentellen Aufbaus und Messergebnisse. (c) European XFEL; Laurent Mercadier Die Erforschung der Bedingungen, wie sie im Inneren von Planeten, einschließlich der Erde, oder während einer Fusionsreaktion vorherrschen, ist eine große Herausforderung. Durch das Fokussieren des extrem leistungsstarken Röntgenlasers European XFEL auf eine…
Neue Ausgabe von „Physikkonkret“ beleuchtet Herausforderungen und Lösungen für eine nachhaltige Nutzung des Weltraums. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) veröffentlicht eine neue Ausgabe ihrer Publikationsreihe „Physikkonkret“ mit dem Titel „Weltraumschrott: Gefahr für die nachhaltige Nutzung des Weltraums“. Diese Ausgabe widmet sich der wachsenden Bedrohung durch Weltraumschrott und den notwendigen Maßnahmen zur Sicherstellung einer nachhaltigen Nutzung des Weltraums. Physikkonkret Nr. 72 über Weltraumschrot und die nachhaltige Nutzung des Weltraums. (c) DPG Der Weltraum spielt eine entscheidende Rolle in unserem täglichen Leben….
Molekulare Wechselwirkungen ermöglichen es, die Energiebarriere zu überwinden. Nicht-reziproke Wechselwirkungen können effizientere molekulare Systeme schaffen. Wissenschaftler*innen der Abteilung „Physik der lebenden Materie“ am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) erforschten einen Mechanismus, der beschreibt, wie Energiebarrieren in komplexen Systemen überwunden werden können. Ihre Erkenntnisse können dabei helfen, molekulare Maschinen zu entwickeln und die Selbstorganisation aktiver Materie zu verstehen. Sowohl in der Physik als auch in der Biologie streben Systeme einen Zustand minimaler Energie an: Wenn ein Ball eine Rampe hinunter…
Mit dem Weltraumteleskop James Webb (JWST) hat ein vom MPIA geleitetes Astronomenteam einen neuen Exoplaneten abgebildet, der einen Stern im nahen Dreifachsystem Epsilon Indi umkreist. Der Planet ist ein kalter Super-Jupiter mit einer Temperatur von etwa 0 Grad Celsius und einer großen Umlaufbahn, die mit der des Neptuns um die Sonne vergleichbar ist. Diese Messung zeigt, dass noch viele weitere Planeten zu finden sind, die in Bezug auf Masse, Temperatur und Umlaufbahn dem Jupiter ähnlich sind. Durch die Erforschung solcher…
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