… für Geheimnisse der Physik – auch international. Ein Zyklotron ist wie Achterbahn für Ionen: Wenn elektrisch geladene Teilchen in einer spiralförmigen Bahn beschleunigt werden, ermöglicht das einen Blick in die kleinen und großen Geheimnisse des Universums. An der Hochschule Coburg gibt es ein besonderes, kleines Zyklotron – und das führte den japanischen Wissenschaftler Takaoki Takanashi nach Oberfranken und direkt ins Labor von Prof. Dr. Martin Prechtl. Im Labor für Angewandte Vakuumtechnik der Hochschule Coburg steht ein halbes Dutzend Wissenschaftler:innen…
Zwei weltweit führende Forschungsgruppen, eine unter der Leitung von Francesca Ferlaino und die andere geführt von Markus Greiner, haben ihre Expertise gebündelt und ein ultragenaues Quantengas-Mikroskop für die Beobachtung magnetischer Quantenmaterie entwickelt. Mit diesem können komplexe, dipolare Quantenzustände beobachtet werden, die Ergebnis der Wechselwirkung der Teilchen sind, wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature berichten. Magnetische Atome bilden das Herzstück der Forschung von Francesca Ferlaino zu Quantenmaterie. Die Teilchen verfügen über unvergleichliche Eigenschaften für Quantenexperimente. Am Institut für Quantenoptik und…
InCamS@BI: Experimentalphysikerin Judith Bünte… Im Transferprojekt InCamS@BI, dem Innovation Campus for Sustainable Solutions von HSBI und Universität Bielefeld, ist die Forschungsgruppe Analytik und Materialentwicklung auf der Suche nach neuen Methoden zur Analyse von Kunststoffen. Doktorandin Judith Bünte nutzt Elektronenstrahlen, um Atomen, Gitterstrukturen und Schichtsystemen auf die Spur zu kommen. Denn: Nur, wenn man ihre Bestandteile genau kennt, lassen sich Kunststoffe in eine Kreislaufwirtschaft integrieren. Bielefeld (hsbi). Mit Schutzbrille und Handschuhen öffnet Judith Bünte vorsichtig einen unscheinbaren Behälter und holt einen…
Supraleiter – Materialien, durch die Elektrizität völlig widerstandsfrei fließen kann – sind für viele Hochtechnologie-Anwendungen von zentraler Bedeutung, seien es Quantencomputer, Medizintechnik oder Hochleistungs-Energieanwendungen. Wissenschaftler aus Saarbrücken, Eindhoven und Köln haben nun eine Methode im Grenzgebiet von Mathematik und Physik entwickelt, mit der die Simulation solcher Materialien enorm vereinfacht werden kann. Sie wurde im Fachmagazin Physical Review Research publiziert. Versuch und Irrtum: Die Methode war über Jahrtausende das Mittel der Wahl, wenn es darum ging, dass Menschen neue Stoffe erfunden…
… verbindet einige Tausend künstliche Neuronen. Ein Team um die Physiker Prof. Dr. Wolfram Pernice und Prof. Dr. Martin Salinga und den Informatiker Prof. Dr. Benjamin Risse von der Universität Münster hat mit photonischen Prozessoren eine sogenannte ereignisbasierte Architektur entwickelt. Ähnlich dem Gehirn ermöglicht sie eine fortlaufende Anpassung der Verschaltung innerhalb des neuronalen Netzes. Moderne Rechenmodelle, die beispielsweise für komplexe und leistungsfähige KI-Anwendungen genutzt werden, bringen herkömmliche digitale Computerprozessoren an ihre Grenzen. Neuartige Rechenarchitekturen, die der Funktionsweise biologischer neuronaler Netze…
Ein internationales Team hat einen fernen Ausbruch kosmischer Radiowellen entdeckt, der weniger als eine Millisekunde dauerte. Dieser „schnelle Radioblitz“ (FRB) ist der bisher fernste, der je registriert wurde. Seine Quelle wurde mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in einer Galaxie lokalisiert, die so weit entfernt ist, dass ihr Licht acht Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Der Radioblitz ist auch einer der energiereichsten, die je beobachtet wurden; in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde gab…
Forscher des Max-Born-Instituts haben nun die lineare und nichtlineare optische Polaronantwort mit Hilfe ultraschneller zweidimensionaler Spektroskopie im THz-Frequenzbereich untersucht. Wie sie in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters berichten, werden durch Multiphoton-Ionisation von Isopropanol-Molekülen mit einem Femtosekunden-Impuls im nahen Infrarot freie Elektronen erzeugt und die daraus resultierenden Änderungen der dielektrischen Eigenschaften der Flüssigkeit im THz-Frequenzbereich gemessen bzw. manipuliert. Ein Elektron und die umgebende Wolke aus Lösungsmitteldipolen koppeln durch elektrische Kräfte und können gemeinsame kollektive Bewegungen ausführen. Solche Vielteilchenanregungen im…
Quantensensoren ermöglichen NMR-Verfahren auf mikroskopischer Ebene. Die Entstehung von Tumoren beginnt mit winzigen Veränderungen innerhalb einzelner Körperzellen, und bei der Leistungsfähigkeit von Batterien sind Ionenbewegungen auf kleinster Ebene entscheidend. Bisher ist die Auflösung der gängigen bildgebenden Verfahren aber zu gering, um diese Prozesse im Detail darstellen zu können. Ein Forschungsteam unter der Leitung der Technischen Universität München (TUM) hat Diamant-Quantensensoren entwickelt, die als hochauflösende Kernspintomografen eingesetzt werden könnten. In der Forschung ist die Kernspinresonanz, oder kurz NMR (vom englischen nuclear…
Einem FAU-Forschungsteam gelingt es erstmals, Elektronen in einer Nanometer kleinen Struktur zu beschleunigen. Teilchenbeschleuniger sind in vielen Bereichen der Industrie, Forschung und Medizin unverzichtbare Werkzeuge. Der Platzbedarf dieser Maschinen reicht von wenigen Quadratmeterräumen bis hin zu großen Forschungszentren. Der Einsatz von Lasern zur Beschleunigung von Elektronen innerhalb einer photonischen Nanostruktur stellt eine mikroskopische Alternative dar, die das Potenzial hat, die Kosten erheblich zu senken und die Geräte wesentlich weniger sperrig zu machen. Bisher konnte noch kein wesentlicher Energiegewinn nachgewiesen werden….
Eine neue 3D-Computersimulation des Lichts, das nach der Verschmelzung zweier Neutronensterne ausgesendet wird, hat eine ähnliche Abfolge von spektroskopischen Merkmalen ergeben wie eine real beobachtete Kilonova. „Die einmalige Übereinstimmung zwischen unseren Simulationen und den Beobachtungen von Kilonova AT2017gfo zeigt, dass wir weitgehend verstehen, was bei der Explosion und in der Folgezeit passiert ist“, sagt Lukes Shingles, Wissenschaftler bei GSI/FAIR und Hauptautor der Veröffentlichung in „The Astrophysical Journal Letters“. Jüngste Beobachtungen, die sowohl Gravitationswellen als auch sichtbares Licht kombinieren, weisen darauf…
Gleich vier neue Standorte werden künftig die Aktivitäten des Netzwerks Teilchenwelt bereichern. Das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Institut Jena, die Universität Bielefeld und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) schließen sich den 30 Forschungseinrichtungen an, die unter Leitung der TU Dresden ihre Forschung über die faszinierende Welt der Teilchenphysik in die Öffentlichkeit tragen. Forschungsinstitute, Schulen und Lernorte vernetzen, um Nachwuchs für die MINT-Fächer zu fördern und dabei Teilchenphysik spannend und verständlich zu vermitteln – mit diesem Ziel wurde 2010 das bundesweite Netzwerk Teilchenwelt…
Maßgeschneiderte Elektronenpulse für verbesserte Elektronenmikroskopie. Elektronenmikroskope liefern vielseitige Einblicke in den Nanokosmos, doch ihre Auflösung wird durch die gegenseitige Abstoßung der Elektronen begrenzt. Göttinger Forschenden gelang es nun, den Einfluss dieser Wechselwirkungen genau zu vermessen. Dabei entdeckten sie einen „energetischen Fingerabdruck“, bei dem die Verteilung der Geschwindigkeiten der Elektronen sehr charakteristisch für ihre jeweilige Anzahl ist. Mit dieser Erkenntnis entwickelten sie ein Verfahren, dass die Leistung etablierter Elektronenmikroskope steigern könnte und neue Messverfahren auf der Basis gekoppelter Elektronen ermöglicht. Unser…
Kernkomponenten für das anlaufende MESA-Experiment MAGIX sind in Mainz eingetroffen. Eines der Leuchtturmprojekte des Mainzer Exzellenzclusters PRISMA+ ist der Bau des neuen energierückgewinnenden Teilchenbeschleunigers MESA, der zukünftig Experimente mit bisher unerreichter Präzision ermöglichen wird. Eines dieser Experimente trägt den Namen MAGIX – ein ausgeklügelter Spektrometeraufbau, mit dem die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einige der grundlegendsten Fragen der modernen Physik beantworten wollen: Wie groß ist das Proton wirklich? Können wir Anhaltspunkte für dunkle Photonen finden? Können wir die Fusion von Kohlenstoff und…
Wie viel Energie ein Mikroschwimmer zur Fortbewegung benötigt, lässt sich nun leichter bestimmen. Wissenschaftler der Abteilung Physik Lebender Materie am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) haben ein allgemeines Theorem aufgestellt, mit dem die für den Antrieb benötigte minimale Energie berechnet werden kann. Diese Erkenntnisse verbessern das Verständnis für den praktischen Einsatz von Mikroschwimmern, wie beispielsweise beim gezielten Transport von Molekülen und Substraten. Eine der wichtigsten Eigenschaften eines Fahrzeugs, sei es ein Auto, ein Flugzeug oder ein Schiff, ist der…
… gibt Details aus seinem Leben preis. Forschungsteam der Universität Tübingen nutzt den offenen Sternhaufen Messier 37 als Himmelslabor zur Bestimmung der Sternentwicklung und der Messung seines Masseverlusts. Sonnenähnliche Sterne beenden ihr Leben als Weißer Zwerg. Manche davon sind von einem planetarischen Nebel umgeben, der aus Gas besteht, das der sterbende Stern kurz vor seinem Tod abgestoßen hat. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Professor Klaus Werner vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen untersuchte jetzt erstmals einen…
Unerwartet große Anzahl junger Sterne in der direkten Umgebung zu supermassivem Schwarzen Loch identifiziert und Wassereis im Zentrum der Galaxie nachgewiesen / Veröffentlichung in „The Astrophysical Journal“. Ein internationales Team um Dr. Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität zu Köln hat einen jungen Sternhaufen in der direkter Umgebung des supermassiven Schwarzen Lochs SagittariusA* (SgrA*) im Zentrum unserer Galaxie im Detail analysiert und gezeigt, dass er deutlich jünger ist als erwartet. Dieser Sternhaufen, bekannt als IRS13, wurde zwar bereits…
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