BMBF verlängert Forschungsprojekte in der Teilchenphysik an der Universität Göttingen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat mehrere Verbundprojekte in der Teilchenphysik verlängert. Eine Arbeitsgruppe am II. Physikalischen Institut der Universität Göttingen erhält in den kommenden drei Jahren rund 3,1 Millionen Euro für ihre Forschungsprojekte am Large Hadron Collider (LHC), dem leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt am Europäischen Kernforschungszentrum CERN in der Schweiz. Dort erforschen sie die Elementarteilchen, also die Grundbausteine der Natur, und deren Eigenschaften. Die Arbeitsgruppe von Prof….
TU-Forschungsteam publiziert im renommierten Journal „Physical Review Letters“. Neutronensterne sind extreme Himmelskörper, in deren Innern Materie exotische Formen annehmen kann. Forschende der TU Darmstadt und der Universität Kopenhagen konnten nun eine neue Phase vorhersagen, die “Nukleare Pasta” begünstigt. Es sind extreme und rätselhafte Himmelskörper, in die Astrophysiker nicht hineinsehen können: Neutronensterne. Mit einem Radius von etwa zwölf Kilometern haben sie zum Teil mehr als die doppelte Masse der Sonne. In ihnen ist die Materie bis zu fünfmal so dicht gepackt…
Herkunft von Mikrometeoriten erstmals mit Hilfe aufwendiger Computersimulationen und Experimente bestimmt. Bürgerwissenschaftler*innen können Mikrometeorite auf ihren Hausdächern sammeln und mit einiger Übung in einem Lichtmikroskop identifizieren. Die erfahrensten von ihnen haben nun zusammen mit einem Forscher*innen-Team von der TU Berlin und dem Museum für Naturkunde in Berlin sowie weiteren internationalen Wissenschaftler*innen die Entstehungsorte von zwei Mikrometeoriten im Sonnensystem mit hoher Wahrscheinlichkeit aufklären können. Beide befanden sich in Staub, der auf dem Dach des Eugene-Paul-Wigner-Physikgebäudes der TU Berlin eingesammelt wurde. Erstmalig…
Forschenden der JGU und der University of California, Berkeley ist ein entscheidender Schritt in der Nullfeld-Magnetresonanzspektroskopie und damit hin zur Präzisions-Chemie gelungen. Wie sieht die Struktur eines bestimmten Moleküls aus? Wie wechselwirken Moleküle miteinander? Um solche Fragen zu beantworten, kommt vielfach die Magnetresonanzspektroskopie zum Einsatz. Mit einem starken äußeren Magnetfeld werden die Spins der Atomkerne ausgerichtet und über ein oszillierendes schwaches Magnetfeld – erzeugt von Spulen – zum Rotieren gebracht. Als Resultat ändert sich die Spannung, die sich in eine…
Wissenschaftler des Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik (PDI) haben ein neuartiges Modulationsregime in halbleiterbasierten Lasern entdeckt, das durch „Beschleunigungsschläge“ gekennzeichnet ist. Dieses Regime ermöglicht die kohärente Manipulation von Quantensystemen mit Modulationsperioden, die länger als die Kohärenzzeit sind, sofern die Modulationsamplitude groß genug ist. Der Effekt könnte Anwendungen in hochfrequenten spektralen Merkmalen und Quantensteuerungsprotokollen finden und Auswirkungen auf kosmische sowie hochenergetische Teilchenphänomene haben. Wissenschaftler des Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik (PDI) haben ein neuartiges Modulationsregime beobachtet, das durch das Auftreten bisher unbekannter „Beschleunigungs-Beats“ in einem…
Seit Ende Mai läuft am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) ein neues NMR-Spektrometer. Das Besondere daran: Es beruht auf einem neuartigen Hochtemperatursupraleiter aus Keramik. Peter Schmieder, Leiter der NMR-Technologieplattform am FMP, verrät, was dahintersteckt und was das neue Gerät kann. Das erste NMR-Spektrometer sollte in den Keller, erzählt Peter Schmieder. Doch Magnete dieser Größenordnung haben ein sehr starkes Magnetfeld, und man hätte schlecht das Erdgeschoss räumen können, damit niemand im Bereich des Feldes arbeiten muss. „Also haben wir ein eigenes…
Erste Quantenkommunikationsverbindung in Niedersachsen geschaffen. Forschende der Leibniz Universität Hannover (LUH), der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig und der Universität Stuttgart haben eine neue Methode zur sicheren Kommunikation mit Halbleiter-Quantenpunkten entwickelt. Diese Weiterentwicklung könnte die Art und Weise revolutionieren, wie vertrauliche Informationen vor Cyber-Bedrohungen geschützt werden. Herkömmliche Verschlüsselungsmethoden beruhen auf komplexen mathematischen Algorithmen und den Grenzen derzeitiger Rechnerleistung. Durch Fortschritte in der Entwicklung von Quantencomputern werden diese Methoden jedoch immer anfälliger, so dass eine Quantenschlüsselverteilung (Quantum Key Distribution, QKD) erforderlich…
Ist die Natur wirklich so seltsam, wie die Quantentheorie sagt – oder gibt es doch anschaulichere Erklärungen? Neutronen-Messungen der TU Wien beweisen: Ohne Quantentheorie geht es nicht. Kann sich ein Teilchen an zwei unterschiedlichen Orten gleichzeitig aufhalten? In der Quantenphysik ist das kein Problem: Sie erlaubt, dass sich Objekte in verschiedenen Zuständen gleichzeitig befinden – oder präziser gesagt: In einem Überlagerungszustand, der sich aus unterschiedlichen beobachtbaren Zuständen zusammensetzt. Aber ist das wirklich der Fall? Vielleicht befindet sich das Teilchen in…
Streuung von Schwarzen Löchern mit beispielloser Präzision beschrieben. Studie liefert neue Einblicke in die Gravitationswechselwirkungen zwischen aufeinandertreffenden Schwarzen Löchern und beantwortet fundamentale Fragen der Physik. Unter der Leitung von Prof. Dr. Jan Plefka vom Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) hat ein internationales Team die Dynamik aufeinandertreffender Schwarzer Löcher mit bisher unerreichter mathematischer Präzision beschrieben. Ihre in der renommierten Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlichte Studie liefert neue Einblicke in die Gravitationswechselwirkungen zwischen diesen Objekten in unserem Universum. Schwarze…
Das Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte (ESO), das in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird, ist seiner Fertigstellung einen Schritt näher gekommen. Das deutsche Unternehmen SCHOTT hat erfolgreich den Rohling für das letzte der 949 Segmente gegossen, die für den Hauptspiegel (M1) des Teleskops in Auftrag gegeben wurden. Mit einem Durchmesser von mehr als 39 Metern wird der M1 der mit Abstand größte Spiegel sein, der je für ein Teleskop hergestellt wurde. Aufgrund seiner Größe kann der M1 nicht…
Ein internationales Forschungsteam stellt in Nature Communications Physics das Funktionsprinzip einer neuen Quelle für Synchrotronstrahlung vor. Durch Steady-State-Microbunching (SSMB) sollen in Zukunft effiziente und leistungsstarke Strahlungsquellen für kohärente UV-Strahlung möglich werden. Das ist zum Beispiel für Anwendungen in der Grundlagenforschung, aber auch der Halbleiterindustrie sehr interessant. Wenn ultraschnelle Elektronen um die Kurve fliegen, senden sie Licht aus – Synchrotronstrahlung. Das wird in so genannten Speicherringen genutzt, in denen Magnete die Elektronen auf eine geschlossene Bahn zwingen. Dieses Licht ist longitudinal…
Schon lange verfolgen Physikerinnen und Physiker die Idee, Quantenteilchen mit einem Computer zu simulieren, der selbst aus Quantenteilchen besteht. Genau dies ist Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums Jülich nun gemeinsam mit Kollegen aus Slowenien gelungen. Sie konnten zeigen, dass die Qubit-Verbindungen in einem Quantenannealer die Wechselwirkungen von Elektronen in einem real existierenden Quantenmaterial direkt abbilden. Das Ergebnis ist ein bedeutender Fortschritt und zeigt die praktische Anwendbarkeit eines Quantenannealers bei der Lösung materialwissenschaftlicher Probleme. Darüber hinaus haben die Forschenden Faktoren bestimmt, welche die…
Forscher entdeckten neue Phänomene in einer ultrareinen Probe von SrVO3. Die Studie stellt theoretische Modelle in Frage und bietet neue Einblicke in diese Metalle. Ultrareines SrVO3 zeigt einzigartige elektronische Eigenschaften, was die Bedeutung defektfreier Materialien für die Untersuchung von Elektronenkorrelationseffekten unterstreicht. Der Durchbruch wurde durch eine innovative Dünnschichttechnologie erzielt, die zur Synthese von SrVO3 in bisher unerreichter Reinheit führte und detaillierte Untersuchungen ermöglichte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die derzeitigen Theorien über Elektronenwechselwirkungen neu bewertet werden müssen. In einem…
Neue Einsichten der Stark-Spektroskopie mit ultrakurzen Terahertz-Impulsen. Das Protein Bakteriorhodopsin ist eine Protonenpumpe, in der ein Protonentransport durch die Zellmembran durch die lichtinduzierte Isomerisation des Farbstoffs Retinal ausgelöst wird. Die hierfür relevanten Quantenzustände wurden jetzt durch Messung ihrer elektrischen Dipolmomente charakterisiert. Mit der neuen Methode der Stark-Spektroskopie im Terahertz-Frequenzbereich lässt sich eine Mischung elektronisch angeregter Zustände mit direktem Einfluss auf Pfad und Dynamik der Photoreaktion nachweisen. Das Protein Bakteriorhodopsin ist eine Protonenpumpe, in der ein Protonentransport durch die Zellmembran durch…
Wissenschaftler der Universität Rostock veröffentlichen neue Erkenntnisse zum Thema Licht. Physikern der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock ist es in Zusammenarbeit mit Forschern der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg gelungen, die Wechselwirkung von Lichtteilchen, so genannten Photonen, mit Hilfe topologischer Gesetze extrem zu stabilisieren. Die Forschungsergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Science veröffentlicht. (v.l.n.r.) Matthias Heinrich, Alexander Szameit und Max Ehrhardt – die Autoren des Beitrags in der Fachzeitschrift Science – beim Experimentieren mit photonischen Schaltkreisen. Foto: Universität Rostock Die…
Forschende der ETH Zürich haben gezeigt, dass man die Quantenzustände einzelner Elektronenspins durch Elektronenströme mit gleichmässig ausgerichteten Spins kontrollieren kann. Diese Methode könnte in Zukunft in elektronischen Schaltelementen eingesetzt werden. In Kürze Elektronenspins in kleinen Magneten und Quanten-Bits (Qubits) werden zunehmend zur Speicherung und Verarbeitung von Daten verwendet. Die Magnetisierung eines einzelnen Spins wurde bislang hauptsächlich mittels elektromagnetischer Felder kontrolliert. Forschende zeigen nun, dass man die Quantenzustände dieser einzelnen Spins auch gezielt mit Hilfe von spinpolarisierten Strömen manipulieren kann. Mit…
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