Team um Ursula Wurstbauer weist erstmals kollektives Verhalten von Elektronen in zweidimensionalen Kristallen nach. Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Ursula Wurstbauer vom Physikalischen Institut der Universität Münster hat untersucht, wie sich Elektronen in zweidimensionalen Kristallen kollektiv anregen und steuern lassen. Die Studie ist wegweisend, um die elektronischen Eigenschaften der Kristallstrukturen zu verstehen und sie gezielt zu beeinflussen. Macht man ein Material dünn und immer dünner, macht es ab einem gewissen Punkt eine scheinbar wundersame Verwandlung durch: Ein zweidimensionales Material, das…
HZDR-Team will Axionen im Licht von drei Superlaser-Strahlen aufspüren. Seit mehr als vier Jahrzehnten wird nach ihm gefahndet: Das Axion, ein bis dato unentdecktes, hypothetisches Teilchen, könnte die uns bekannten Naturgesetze verändern. Sein Nachweis wäre eine Sensation. Forscher*innen vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) schlagen nun ein neues Laborexperiment mit Laserlicht vor. Die theoretischen Vorhersagen dazu sind in der Fachzeitschrift Physical Review D (DOI: 10.1103/PhysRevD.109.L091901) erschienen. Was hält die Welt im Innersten zusammen? Die Antwort der heutigen Physik ist das Standardmodell der…
Erste Beobachtung des nuklearen Zwei-Photonen-Zerfalls in nackten Atomkernen am GSI/FAIR-Speicherring ESR. Erstmals gelang es einem internationalen Forschungsteam unter Leitung von GSI/FAIR in Darmstadt, des Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (IRFU) in Saclay, Frankreich, und des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg den Zwei-Photonen-Zerfall in einem „nackten“ Atomkern, dem die gesamte Elektronenhülle entfernt wurde, zu beobachten. Die Messungen an Germanium-72-Kernen wurden im Rahmen des FAIR-Phase-0-Experimentprogramms am Experimentierspeicherring ESR bei GSI/FAIR durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift…
Ingenieure und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) haben unter der Leitung von Oliver Krause zentrale optische Elemente für das Coronagraph Instrument (CGI) des Roman Space Telescope entwickelt und an das Jet Propulsion Laboratory (JPL) in den USA übergeben. Kürzlich traf das vollständig aufgebaute und getestete CGI am NASA Goddard Space Flight Center (GSFC) ein, wo es in das Teleskop integriert wird. Mit dem CGI wird ein innovatives Kameradesign getestet, das die direkte Abbildung und Spektroskopie von Exoplaneten auf engen…
Ein internationales Team unter der Leitung von AEI Hannover, MPIfR Bonn und NRAO/USA hat zehn schnell rotierende Neutronensterne im Kugelsternhaufen Terzan 5 entdeckt. Viele davon in ungewöhnlichen und seltenen Doppelsternsystemen, darunter möglicherweise ein rekordverdächtiger Doppelneutronenstern, ein Pulsar in einer extrem elliptischen Umlaufbahn und mehrere „Spinnensysteme“, in denen die Neutronensterne ihre Begleiter verdampfen. Die Funde aus Daten von MeerKAT erhöhen die Anzahl der in diesem sehr dichten Sternhaufen bekannten Millisekunden-Pulsare um mehr als ein Viertel auf insgesamt 49. Das Team hofft,…
Ein Forschungsteam des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen hat in einer aktuellen Studie die Brandgefahr auf Raumfahrzeugen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Brände bei geplanten Explorationsmissionen, wie beispielsweise einem Flug zum Mars, deutlich schneller ausbreiten könnten als auf der internationalen Raumstation ISS. Der Grund ist die geplante Umstellung auf einen niedrigeren Umgebungsdruck an Bord von Raumfahrzeugen. „Ein Brand an Bord eines Raumfahrzeugs ist eines der gefährlichsten Szenarien in der Raumfahrt“, erklärt Dr. Florian Meyer,…
Ein LMU-Team liefert ein Modell dafür, was die Farbe einer Galaxie über ihren Abstand verrät, um kosmische Strukturen zu vermessen. Unser Universum ist etwa 13,8 Milliarden Jahre alt, und mit der Zeit sind aus kleinsten Ungleichheiten am Anfang die großen Strukturen gewachsen, die Teleskope am Nachthimmel sehen können: Galaxien wie unsere Milchstraße, Galaxienhaufen und noch größere Ansammlungen von Materie oder dünne Strukturen aus Gas und Staub. Wie schnell dieses Wachstum vonstattengeht, hängt zumindest im heutigen Universum von einer Art Ringkampf…
Stuttgarter Forschende machen Elektronen in Slow Motion sichtbar. Physiker*innen an der Universität Stuttgart um Prof. Sebastian Loth haben ein Quantenmikroskopieverfahren entwickelt, mit dem es erstmals gelungen ist, die Bewegung von Elektronen auf der atomaren Ebene gleichzeitig mit extrem hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu erfassen. Es bietet Potenziale, um Materialien deutlich zielgerichteter als bislang zu entwickeln. Die Forschenden haben ihre Ergebnisse nun in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Physics“ veröffentlicht. Ansicht des zeitauflösenden Rastertunnelmikroskops an der Universität Stuttgart. Foto: Kurt Lichtenberg,…
Wissenschaftler*innen schlagen eine neue Methode zur Implementierung eines neuronalen Netzes mit einem optischen System vor, die das maschinelle Lernen in Zukunft nachhaltiger machen könnte. Die Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts haben ihre neue Methode in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht. Sie zeigen eine Methode, die viel einfacher ist als bisherige Ansätze. Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz werden immer häufiger eingesetzt. Die Anwendungen reichen von Bilderkennung bis hin zur Texterstellung, wie ChatGPT zeigt. Diese herausfordernden Aufgaben erfordern jedoch…
Forscher am European XFEL haben eine innovative Methode entwickelt, um warme, dichte Materie mit noch nie dagewesener Genauigkeit zu untersuchen. Diese Art von Materie, die zwischen kondensierter Materie und Plasmaphysik angesiedelt ist, kommt beispielsweise in astrophysikalischen Objekten vor und wird auch bei der sogenannten Trägheitsfusion erzeugt. Für das Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) ist diese Arbeit ein bedeutender Schritt, die Analyse der warmen, dichten Materie auf eine solide Grundlage zu stellen. Die wissenschaftliche Zeitschrift Physical Review B hebt die…
Millisekundenpulsare sind rotierende Neutronensterne, die wie Leuchttürme regelmäßig elektromagnetische Signale aussenden. Der Pulsar PSR J0437-4715 ist der erdnächste und damit auch der Signal-hellste. Forschende unter Beteiligung der TU Darmstadt haben nun neue Erkenntnisse über den Radius des Neutronensterns und dessen Auswirkungen auf die Zustandsgleichung dichter Materie gewonnen. Die Ergebnisse wurden in einer Reihe von Artikeln in der renommierten Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht. PSR J0437 ist ein Pulsar, also ein rotierender Neutronenstern, der elektromagnetische Strahlung aussendet. Er befindet sich…
… ein bislang fehlendes Bindeglied der Evolution Schwarzer Löcher. Extrem schnell bewegte Sterne im Sternhaufen Omega Centauri, die eine neue Untersuchung ausfindig gemacht hat, zeigen: im Zentrum des Sternhaufens befindet sich ein Schwarzes Loch mit mindestens 8200 Sonnenmassen. Die Existenz solcher Schwarzen Löcher mittlerer Masse galt in der Astronomie zwar als ausgemacht. Zuverlässige Beobachtungen dazu hatte es aber bislang nicht gegeben. Der Fund bestätigt außerdem, dass Omega Centauri die Kernregion einer Galaxie ist, die vor Milliarden von Jahren von der…
UVEX: Das neue UV-Weltraumteleskop der NASA mit ISTA-Fingerabdruck startet 2030. Das nächste Weltraumteleskop für Ultraviolett-Astronomie der NASA trägt die Handschrift einer Astrophysikerin des Institute of Science and Technology Austria (ISTA). Assistenzprofessorin Ylva Götberg wird als Teil einer großen internationalen Arbeitsgruppe untersuchen, wie sich Galaxien und Sterne entwickeln, und einen gemeinschaftlichen Datensatz für den gesamten Himmel erstellen. Götberg diskutiert über die Wissenschaft hinter dem neuen Teleskop und über seine Bedeutung für das wachsende Feld der Astronomie am ISTA. UVEX-Fähigkeiten im…
Supraleitung ist ein faszinierendes Phänomen: Sie ermöglicht es einem Material, elektrischen Strom verlustfrei zu transportieren. Dieses kollektive, durch die Quantenphysik bestimmte, Verhalten der Materie tritt nur in einigen Leitern bei Temperaturen weit unterhalb der Raumtemperatur auf. Eine Reihe von Studien hat dieses Verhalten in so genannten Nicht-Gleichgewichtszuständen untersucht, also in Situationen, in denen das Material aus dem thermischen Gleichgewicht gebracht wird. Unter diesen Bedingungen können anscheinend zumindest einige Eigenschaften der Supraleitung auch bei Raumtemperatur erzeugt werden. Die Hochtemperatursupraleitung im Nichtgleichgewicht,…
Forschungsteam der Uni Jena entwickelt im Verbund mit Wirtschaftspartnern und dem Fraunhofer IOF ein explosionsgeschütztes 3D-Endoskop für industrielle Anwendungen. Bis zum Jahr 2050 will Europa als erster Kontinent klimaneutral sein. Das jedenfalls sieht der „European Green Deal“ vor. Damit sich diese ambitionierte Vision erfüllen kann, braucht es neue technologische Ansätze und umsetzbare Lösungen. Großes Potenzial, fossile Energieträger zu ersetzen, wird Technologien zugeschrieben, die grünen Wasserstoff nutzen – ob zur Energie- und Wärmegewinnung oder als Treibstoff. Doch Wasserstofftechnologien bergen nicht unerhebliche…
Einen sehr exotischen Materiezustand konnte ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der TU Wien herstellen. Er beruht auf Atomen, deren Durchmesser hundertfach größer ist als sonst. Ein Kristall ist eine Anordnung von Atomen, die sich in bestimmten räumlichen Abständen wiederholt: An jeder Stelle sieht der Kristall genau gleich aus. Der Nobelpreisträger Frank Wilczek warf 2012 die Frage auf: Könnte es auch Zeitkristalle geben – also Objekte, die sich nicht im Raum, sondern in der Zeit wiederholen? Und ist es möglich, dass…
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