Das Lorentz-Theorem lässt sich nun auch auf Flüssigkeiten mit gebrochenen Symmetrien anwenden. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) in Göttingen haben einen Weg gefunden, diesen klassischen Lehrsatz auf Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Viskosität auszuweiten. Ihre Entdeckung eröffnet einen neuen Weg zur Erforschung von Systemen mit gebrochener Symmetrie. Symmetrien sind für die Physik von grundlegender Bedeutung. Im Allgemeinen gilt ein physikalischer Prozess als symmetrisch, wenn er spiegelbildlich oder zeitlich umgekehrt identisch erscheint. In der Hydrodynamik bedeutet dies, dass die Strömung…
Was passiert, wenn elektrischer Strom durch ein „seltsames Metall“ fließt? TU Wien und Rice University zeigen: Das etablierte Bild von Elektronen und „Quasielektronen“ bricht zusammen. Auf den ersten Blick klingt alles so einfach: In einem Kabel befinden sich Elektronen, und wenn wir eine Spannung anlegen, flitzen die Elektronen von einer Seite des Kabels zur anderen und es fließt ein elektrischer Strom. Dieses Bild ist nicht ganz falsch – aber richtig ist es auch nicht. Denn tatsächlich können sich in einem…
… zur Herstellung einer Verbindung zu rätselhaften kosmischen Quellen. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Michael Kramer und Kuo Liu vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie hat eine seltene Art ultradichter Sterne, so genannter Magnetare, untersucht, um ein zugrunde liegendes Gesetz zu entdecken, das universell für eine ganze Reihe von Objekten, die so genannten Neutronensterne, zu gelten scheint. Dieses Gesetz gibt Aufschluss darüber, wie diese Quellen Radiostrahlung erzeugen, und es könnte eine Verbindung zu den rätselhaften Strahlungsausbrüchen (Fast Radio Bursts)…
Neue Methode der Altersbestimmung ermöglicht unerwartete Einblicke in Entstehung und Auseinanderdriften von jungen Sternen. Eine Gruppe von Astrophysiker*innen unter der Leitung von Núria Miret-Roig von der Universität Wien fand heraus, dass zwei Methoden zur Bestimmung des Sternenalters unterschiedliche Dinge messen: Die isochrone Messung bestimmt dabei das Geburtsdatum von Sternen, während die dynamische Verfolgung Aufschluss darüber gibt, wann die Sterne “ihr Nest verlassen”, in den untersuchten Sternenhaufen etwa 5,5 Millionen Jahre später. Die Studie, die eine Bestimmung der frühesten Stadien des…
Immer besser gelingt es, Rechnungen mit Quantencomputern durchzuführen. Berechnungen der TU Wien zeigen aber: Es gibt fundamentale Grenzen – nämlich die Qualität der verwendeten Uhr. Es gibt unterschiedliche Ideen, wie man Quantencomputer bauen könnte. Aber sie alle haben eines gemeinsam: Man verwendet ein quantenphysikalisches System – zum Beispiel einzelne Atome – und verändert ihren Zustand, indem man sie für ganz bestimmte Zeit ganz bestimmten Kräften aussetzt. Das bedeutet allerdings: Um sich darauf verlassen zu können, dass die Quanten-Rechenoperation das richtige…
Forschenden ist es erstmals gelungen, ein Sauerstoff-Molekül durch eine Kombination zweier extrem-ultravioletter Lichtquellen selektiv anzuregen, damit einen Zerfall des Moleküls herbeizuführen und dies sogar zeitlich zu verfolgen. Das ist ein weiterer Schritt zu einer spezifischen quantenmechanischen Kontrolle von chemischen Reaktionen, die in Zukunft neue, bisher unbekannte Reaktionskanäle ermöglichen könnte. Die Interaktion von Licht mit Materie, insbesondere mit Molekülen, spielt in vielen Bereichen der Natur eine wichtige Rolle, so etwa in biologischen Prozessen wie der Photosynthese. Zudem wird sie in Technologien…
Üblicherweise wird angenommen, dass Zwerggalaxien unsere Galaxie für lange Zeit als Satelliten umkreisen. Eine neue Studie zeigt nun, dass viele dieser Zwerggalaxien bereits kurz nach dem Eindringen in den galaktischen Halo zerstört werden könnten. Dank des neuesten Katalogs des ESA-Satelliten Gaia konnte ein internationales Team nachweisen, dass Zwerggalaxien aus dem Gleichgewicht geraten sein könnten. Die Studie wirft wichtige Fragen zum kosmologischen Standardmodell auf, insbesondere zum Vorhandensein Dunkler Materie in unserer unmittelbaren Umgebung. Eine Besonderheit dieser Studie liegt in der Rolle…
ETH-Forschende haben in einem künstlich hergestellten Material eine neue Art von Magnetismus nachgewiesen. Das Material wird dadurch ferromagnetisch, dass Elektronen ihre Bewegungsenergie minimieren. Damit ein Magnet an der Kühlschranktür haftet, müssen in seinem Inneren mehrere physikalische Effekte perfekt zusammenspielen. Die magnetischen Momente seiner Elektronen zeigen in dieselbe Richtung, auch wenn kein äusseres Magnetfeld sie dazu zwingt. Dies wiederum passiert durch die sogenannte Austauschwechselwirkung, also eine Kombination aus elektrostatischer Abstossung zwischen Elektronen und quantenmechanischer Effekte der Elektronen-Spins, die ihrerseits für die…
Grundlage sind Experimente im Cold Atom Lab der NASA an Bord der Internationalen Raumstation. Zum ersten Mal haben Forschende im Weltraum eine Mischung aus zwei Quantengasen hergestellt, die aus zwei Arten von Atomen bestehen. Grundlage sind Experimente im Cold Atom Lab der NASA an Bord der Internationalen Raumstation. Zum ersten Mal haben Forschende im Weltraum eine Mischung aus zwei Quantengasen hergestellt, die aus zwei Arten von Atomen bestehen. Sie nutzten dafür das ferngesteuerte Cold Atom Lab der NASA an Bord…
Nach dem Erfolg des Berner Sonnenwindsegels bei den Apollo-Mond-Missionen der amerikanischen Weltraumbehörde NASA in den 1960er Jahren wird das Physikalische Institut der Universität Bern bereits 2027 mit dem Massenspektrometer LIMS im Rahmen der NASA Commercial Lunar Payoad Services (CLPS)-Initiative zum Mond zurückkehren. Als am 21. Juli 1969 Buzz Aldrin als zweiter Mann aus der Mondlandefähre stieg, entrollte er als erstes das Berner Sonnenwindsegel und steckte es in den Boden des Mondes. Dieses Solarwind Composition Experiment (SWC), welches von Professor Johannes…
Forschende des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg haben gezeigt, dass die bereits nachgewiesene Fähigkeit, Supraleitung mit einem Laserstrahl zu erzeugen, auf einem Chip integriert werden kann. Dies eröffnet einen neuen Weg zu opto-elektronischen Anwendungen. Sie berichten zudem in Nature Communications, dass die elektrische Antwort von photoangeregtem K₃C₆₀ nicht linear ist, sondern dass der Widerstand der Probe vom angelegten Strom abhängt. Dies ist eine Schlüsseleigenschaft der Supraleitung und bestätigt nicht nur einige frühere Beobachtungen, sondern liefert…
Verbesserungen für ein Experiment, das die Grenzen der Physik ausloten soll. Absolut leer – so stellen sich die meisten von uns das Vakuum vor. In Wirklichkeit aber ist es von einem energetischen Flimmern erfüllt: den Quantenfluktuationen. Nun bereitet die Fachwelt ein Laserexperiment vor, das diese Vakuumfluktuationen auf eine neuartige Weise nachweisen soll und dadurch womöglich Hinweise auf neue Physikgesetze liefern könnte. Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat dazu eine Reihe von Vorschlägen erarbeitet, mit denen sich der Versuch effektiver…
Quantenmechanische Zustände, die aus vielen Teilchen bestehen, sind wesentlich robuster gegenüber Störungen, die in diesem Zustand gespeicherte Information bedrohen, als entsprechende Einteilchen-Zustände. Vor mehr als 20 Jahren haben Forscher*innen einen besonders robusten Vielteilchenzustand von Kernspins – den Drehimpulsen von Atomkernen – theoretisch vorhergesagt: Dieser „dunkle Kernspinzustand“ entsteht durch Bestrahlung mit Laserlicht, wird nach seiner Ausbildung aber immun gegen Beleuchtung und damit dunkel. Einem internationalen Team unter Beteiligung von Forscher*innen der Fakultät Physik der TU Dortmund ist es nun gelungen, diesen…
Ein an der Universität Duisburg-Essen entwickeltes Verfahren ermöglicht es, Daten aus verrauschten Signalen auszulesen: Dazu haben Theoretische Physiker:innen und ihre experimentell arbeitenden Kolleg:innen zusammengearbeitet und ihre Erkenntnisse in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachmagazins „Physical Review Research“ veröffentlicht. Die von ihnen beschriebene Methode könnte auch für Quantencomputer bedeutend sein. Man kennt es vom Autoradio: Je schwächer das Signal, desto störender das Rauschen. Dieses Phänomen tritt auch bei Labormessungen auf. Forschende des Sonderforschungsbereichs 1242 und des Center for Nanointegration (CENIDE) an…
Die Kompressortechnik, mit der heutige Kühlschränke arbeiten, wurde vor mehr als einem Jahrhundert erfunden. „Natürlich wurde die Technik im Lauf der Jahre optimiert“, sagt Daniel Hägele von der Ruhr-Universität Bochum. „Aber zuletzt bestanden die Verbesserungen bei den Energieeffizienzklassen eher in Anpassungen wie dichteren Türen.“ Dabei sind auch komplett andere Techniken zur Erzeugung von Kälte denkbar – etwa basierend auf dem kalorischen Effekt, den Hägeles Team weltweit am schnellsten messen kann. Der kalorische Effekt beschreibt die Tatsache, dass manche festen Materialien…
… das den Weg für Fortschritte in der Spintronik und der Datenspeichertechnologie ebnet. In einer kürzlich in Advanced Science veröffentlichten Arbeit haben Forscher des Paul-Drude-Instituts in Berlin und der Xiamen-Universität in Xiamen, China, gezeigt, dass ferrimagnetisches NiCo2O4 (NCO) eine Lösung für das lange bekannte Problem darstellt, Materialien mit einer robusten Magnetisierung senkrecht zur Schichtoberfläche zu finden. Außerdem wurde gezeigt, dass die elektrischen und magnetischen Eigenschaften von NCO in weiten Bereichen maßgeschneidert werden können. Diese Erkenntnisse ebnen den Weg für neuartige…
Rückmeldung
