Ein Team von internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT und der Extreme Light Infrastructure (ELI) hat gemeinsam ein Experiment zur Optimierung von Hochleistungslasern mit hoher Wiederholrate mithilfe von maschinellem Lernen durchgeführt. Dieses Experiment stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Erforschung, dem Verständnis und der praktischen Anwendung von Hochenergielasern dar. »Unser Ziel war es, eine robuste Diagnose von laserbeschleunigten Ionen und Elektronen aus festen Targets bei hoher Intensität und Wiederholrate zu demonstrieren«,…
Dieser lange erhoffte Durchbruch ermöglicht neuartige Atomuhren und öffnet die Tür zur Beantwortung fundamentaler Fragen der Physik. Forschenden ist ein herausragender Quantensprung gelungen – sprichwörtlich und ganz real: Nach jahrzehntelanger Suche konnten sie genau die Laserfrequenz finden und anwenden, die den Atomkern des Elements Thorium-229 zu einem Quantensprung von einem Energieniveau auf ein eng daneben liegendes anregt. Derartige Laser-Kernanregungen öffnen die Tür für neuartige Atomkern-Uhren, die noch einmal deutlich genauer sein könnten als heutige Atomuhren. „Das ist nach etlichen Jahren…
Der seit Jahrzehnten gesuchte „Thorium-Übergang“ wurde nun von TU Wien und der PTB Braunschweig erstmals mit Lasern gezielt angeregt. Damit ist der Weg frei für völlig neue Präzisions-Technologien, bis hin zur Atomkern-Uhr. Lange hat man auf diesen Moment gehofft: Seit Jahren wurde weltweit nach einem ganz bestimmten Zustand von Thorium-Atomkernen gesucht, der großartige technische Anwendungen verspricht. Man könnte damit etwa eine Atomkern-Uhr bauen, die präzisere Zeitmessungen ermöglicht als die besten heute verfügbaren Atomuhren. Man könnte damit auch völlig neue Grundsatzfragen…
Am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik wird eine Ionenquelle für die Neutralteilchen-Heizung entwickelt, die künftig das Plasma des weltgrößten Fusionsexperiments ITER auf viele Millionen Grad Celsius bringen soll. Jetzt konnten Forschende am Teststand ELISE erstmals Ionenstromdichten erzeugen, die für ITER benötigt werden. Kernfusion ist der Prozess, der die Sonne und die Sterne antreibt: Leichte Atomkerne werden zu schwereren verschmolzen, wobei eine große Menge an Energie freigesetzt wird. Der internationale Experimentalreaktor ITER soll demonstrieren, dass dieses Prinzip auch auf der Erde nutzbar ist….
Ein internationales Forscherteam berichtet in Nature über eine neue Methode, mit der zum ersten Mal die Talpolarisation in zentrosymmetrischen Bulk-Materialien auf eine nicht materialspezifische Weise erreicht wird. Diese “universelle Technik” kann wichtige Anwendungen im Zusammenhang mit der Kontrolle und Analyse verschiedener Eigenschaften von 2D- und 3D-Materialien haben, was wiederum die Weiterentwicklung von Spitzenbereichen wie Informationsverarbeitung und Quantencomputing ermöglichen kann. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit des ICFO – The Institute of Photonic Sciences mit dem Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts,…
Die ultraschnelle Laserspektroskopie ermöglicht die Erfassung dynamischer Vorgänge auf extrem kurzen Zeitskalen, und macht sie damit zu einem sehr nützlichen Instrument für viele wissenschaftliche und industrielle Anwendungen. Ein großer Nachteil ist die beträchtliche Messzeit, die diese Technik in der Regel erfordert, was oft zu langen Messzeiten von Minuten bis Stunden führen kann. Wissenschaftler haben nun eine Lösung entwickelt, die die spektroskopische Analyse beschleunigt. Die Ergebnisse des Projekts unter der Leitung von Hanieh Fattahi, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für die Physik des…
Forschende haben topologisches Pumpen in einem künstlichen Festkörper aus kalten Atomen untersucht. Die Atome wurden mit Laserstrahlen gefangen. Überraschenderweise kam es zu einer plötzlichen Umkehr der Atome an einer Wand aus Laserlicht die Richtung des topologischen Pumpens hatte sich also umgedreht. Bei einer abstossenden Wechselwirkung zwischen den Atomen passierte dies sogar schon vor Erreichen der Wand. Solche Effekte, die durch die Topologie robust gegenüber Störungen sind, könnten in Zukunft in Quantentechnologien genutzt werden. Eigentlich sollte man ja Äpfel nicht mit…
In Italien wurde am 18. April 2024 ein Großexperiment zum Nachweis Dunkler Materie eingeweiht. COSINUS ist ein internationales Forschungsprojekt, an dem auch ein Team des Max-Planck-Instituts für Physik (MPP) beteiligt ist. Die Natur der Dunklen Materie zählt bis heute zu den großen Fragen der modernen Physik. Nach heutigem Wissen macht die unsichtbare Dunkle Materie 85 Prozent der Gesamtmasse im Universum aus. Im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor (INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso) geht heute das Experiment COSINUS* in Betrieb. Das Forschungsprojekt soll…
Ein Team am HZB hat an BESSY II eine neue, einfache Methode untersucht, mit der sich stabile radiale magnetische Wirbel in magnetischen Dünnschichten erzeugen lassen. In einigen Materialien bilden Spins komplexe magnetische Strukturen mit Durchmessern im Bereich von Nano- oder Mikrometern, in denen sich die Magnetisierungsrichtung verdreht und krümmt. Beispiele für solche Strukturen sind magnetische Blasen, Skyrmionen, Wirbel und radial ausgerichtete Vortizes. Spintronik: Rechnen mit Spins Unter dem Schlagwort Spintronik wird daran geforscht, solche winzigen magnetischen Strukturen zu nutzen, um…
Astronominnen und Astronomen haben das massereichste stellare schwarze Loch identifiziert, das bisher in der Milchstraßengalaxie entdeckt wurde. Entdeckt wurde das schwarze Loch in den Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation, weil es den Begleitstern, der es umkreist, in eine merkwürdige „Taumelbewegung“ versetzt. Um die genaue Masse des schwarzen Lochs zu bestimmen, wurden Daten des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) und anderer bodengestützter Observatorien herangezogen. Sie beziffern die Masse des schwarzen Lochs auf das 33-fache der Sonne. Stellare…
Physikforschende der Universität Würzburg haben eine Methode entwickelt, die die Leistung von Quantenwiderstands-Normalen verbessern kann. Sie basiert auf einem Quantenphänomen namens anomaler Quanten-Hall-Effekt. In der industriellen Produktion oder in der Elektronik ist die präzise Messung des elektrischen Widerstands unerlässlich – zum Beispiel bei der Herstellung von Hightech-Sensoren, Mikrochips und Flugsteuerungen. „Hier kommt es auf exakte Daten an, denn schon kleinste Abweichungen können diese komplexen Systeme erheblich beeinträchtigen“, erklärt Professor Charles Gould, Physiker am Institut für Topologische Isolatoren der Julius-Maximilians-Universität Würzburg…
Aus den Helligkeitsschwankungen seines Muttersterns lassen sich die Größe und andere Eigenschaften eines Exoplaneten bestimmen. Um Fehler zu vermeiden, ist das Magnetfeld des Sterns entscheidend. Das Magnetfeld eines Sterns muss berücksichtigt werden, um die Größe und andere Eigenschaften seiner Exoplaneten aus Beobachtungsdaten von Weltraumteleskopen wie Kepler, James Webb oder PLATO korrekt zu bestimmen. Das belegen neue Modellrechnungen, die eine Forschergruppe unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy vorstellt. Die Forschenden zeigen, dass…
Aus der Venus-Atmosphäre entweichen Kohlenstoff-Ionen ins All. Neue Messungen von BepiColombo bestätigen damit einen lang gehegten Verdacht. Im Vorbeiflug an der Venus hat die europäisch-japanische Doppelraumsonde Bepi Colombo erstmals Kohlenstoff-Ionen gefunden, die aus der Atmosphäre des Planeten ins All entweichen. Davon berichtet eine Forschergruppe unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy. Um auf dem Weg zum Merkur abzubremsen, hatte Bepi Colombo am 10. August 2021 zum zweiten Mal die Venus passiert. Ausgestattet…
Auf dem Weg zur Vereinheitlichung des Turbulenzrahmens… Astrophysiker der Universität Potsdam haben das letzte Rätsel der magnetohydrodynamischen Turbulenztheorie gelöst, indem sie mit einer neu entwickelten Methode den Übergang von schwacher zu starker Turbulenz im Weltraumplasma um die Erde beobachtet haben. Ihre wegweisende Arbeit wurde heute im Fachjournal „Nature Astronomy“ veröffentlicht. Turbulenz ist in der Natur allgegenwärtig. Sie existiert in unserem täglichen Leben genauso wie im fernen Universum und ist von Richard Feynman als „das letzte große ungelöste Problem der klassischen…
– der Stealth-Modus gegen Unordnung. Würzburger Physiker haben herausgefunden, dass Quantenverschränkung Quasiteilchen wirksam vor Störstellenstreuung schützt – selbst dann, wenn diese starker Unordnung ausgesetzt sind. Physiker der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) haben eine Entdeckung gemacht, die zu einem besseren Verständnis der Quantenverschränkung in den Kuprat-basierten Hochtemperatur-Supraleitern beitragen könnte. Die Quasiteilchen dieser rätselhaften Quantenmaterialien, so genannte Zhang-Rice-Singuletts, erweisen sich bezüglich extremer Unordnung im Material als überraschend robust. Diese Widerstandsfähigkeit der Teilchen in ansonsten glasartiger elektronischer Umgebung ist durch deren Quantenverschränkung bedingt –…
LZH und TU Berlin kooperieren mit Astrobotic. Im MOONRISE-Projekt arbeiten Forscher:innen daran, den 3D-Druck auf den Mond zu bringen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat nun mit Astrobotic einen Vertrag für den Flug zum Mond abgeschlossen. Der Flug wird voraussichtlich Ende 2026 stattfinden. „Ich freue mich, unsere Partnerschaft mit Astrobotic, einem wichtigen Akteur in der Weltraumtechnologie, bekannt zu geben. Gemeinsam können wir dieses innovative Projekt jetzt im wahrsten Sinne des Wortes zum Abheben bringen“, sagt dazu Dr. Dietmar Kracht,…
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