Neue Messung zeigt langsameren Einbrennprozess des Wasserstoffbrennens. Die nukleare Astrophysik untersucht die Entstehung der Elemente im Universum seit Anbeginn der Zeit. Ihre Modelle verwenden Parameter, die die Forschenden aus Messdaten gewinnen. Eine wichtige Rolle spielen dabei Kernreaktionen, die im Inneren der Sterne ablaufen. Ein Team des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat nun gemeinsam mit Forschenden aus Italien, Ungarn und Schottland am Dresdner Felsenkeller- Beschleuniger erneut eine der zentralen Reaktionen untersucht – mit einem überraschenden Ergebnis, wie sie im Fachmagazin Physical Review…
Theoretische Physiker des Exzellenzclusters PRISMA+ legen neue umfassende Gitterrechnungen vor. Theoretischen Physikern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es gelungen, ihre im Jahr 2021 publizierten Berechnungen des elektrischen Ladungsradius des Protons noch einmal deutlich zu verbessern und erstmals ein hinreichend präzises Ergebnis komplett ohne die Hinzuziehung experimenteller Daten zu erhalten. In der Diskussion um die Größe des Protons favorisieren auch diese neuen Rechnungen den kleineren Wert. Zugleich haben die Physiker erstmals eine stabile Theorie-Vorhersage für den magnetischen Ladungsradius des Protons…
Mit dem H.E.S.S.-Observatorium in Namibia hat ein internationales Forschungsteam die bislang energiereichsten Gammastrahlen von einem Pulsar entdeckt, einem ausgebrannten, toten Stern. Die registrierte Strahlung hat rund zehn Billionen Mal so viel Energie wie sichtbares Licht. Die Beobachtung lässt sich nur schwer mit der gängigen Theorie zur Erzeugung solcher gepulsten Gammastrahlung vereinbaren, wie das internationale Team in der Zeitschrift „Nature Astronomy“ berichtet. Pulsare sind die übrig gebliebenen Reste von Sternen, die spektakulär in einer Supernova explodiert sind. Die Explosion hinterlässt einen…
Erfolgreiches Experiment mit FAIR-Detektor in Japan. Wissenschaftler*innen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Technischen Universität Darmstadt ist es gemeinsam mit einem internationalen Team gelungen, zum ersten Mal den lange gesuchten Sauerstoff-Atomkern ²⁸O zu erzeugen und nachzuweisen. Durchgeführt wurde das Experiment am japanischen Forschungszentrum RIKEN. Entscheidend war dabei der erstmalige Einsatz des meterhohen und tonnenschweren Neutronendetektors NeuLAND, der für das zukünftige Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt entwickelt wurde. An FAIR wird er wichtiger Bestandteil eines…
Messung des g-Faktors des Elektrons in wasserstoffartigem Zinn bestätigt das Standardmodell der Teilchenphysik unter extrem hohen elektrischen Feldstärken. Die Quantenelektrodynamik ist die am besten getestete Theorie der gesamten Physik. Sie beschreibt alle elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen von Licht und Materie. Wissenschaftler:innen des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg (MPIK) haben jetzt mit Präzisionsmessungen an ihrem Experiment Alphatrap die magnetischen Eigenschaften von Elektronen untersucht, die an hochgradig ionisierte Zinn-Atome gebunden waren. Solche Tests ermöglichen Einblicke in das Verhalten von Teilchen unter extremen…
Wie Moleküle Knoten bilden… Kunststoffe oder DNA: Viele Moleküle sind so lang, dass sie Knoten bilden können, ähnlich wie beim Schuhe binden. Während es noch umstritten ist, ob Rechts- und Linkshänder ihre Knoten lieber in unterschiedliche Richtungen binden, sind die Knotengewohnheiten von Molekülen jetzt viel klarer geworden. Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz hat gezeigt, dass die Richtung der Verdrehung helixförmiger Moleküle – rechts oder links – die Händigkeit ihrer Knoten bestimmt. Helixförmige Moleküle haben,…
Forschende enträtseln das Geheimnis der dynamischen Reibung auf atomarer Ebene. Reibung, ein alltägliches Phänomen, hat die Wissenschaft seit Jahrhunderten beschäftigt. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten ist unser Verständnis nach wie vor lückenhaft, was vor allem auf die vielfältigen Wechselwirkungen zurückzuführen ist, die sich über unterschiedliche Längenbereiche erstrecken. Das exakte Verständnis der Kontaktbedingungen zwischen Objekten ist seit langem eine Herausforderung, die erst kürzlich durch Fortschritte in der Rastersondenmikroskopie möglich wurde. Doch selbst mit diesen technologischen Durchbrüchen blieben die Feinheiten der dynamischen Reibung –…
Veröffentlichung in ACS Nano. Sie sind extrem dünn, oft nur eine Atomlage dick, daher werden sie „zweidimensional“ genannt: Diese neuen Materialien haben ungewöhnliche Eigenschaften, die sie interessant machen z.B. für Energieanwendungen, Katalysatoren oder Sensoren. Die Herausforderung besteht darin, auch in industriellen Größenordnungen eine hohe Materialqualität herstellen zu können. Physiker der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun eine Methode gefunden, zwei verschiedene 2D-Materialien aus einem einzigen Prozessgas zu produzieren. Ihre Studie, veröffentlicht in ACS Nano, hat Modellcharakter. Das ideale zweidimensionale Material bildet…
Studie zeigt, wie Reifengummiverschleiß besser untersucht und optimierte Materialien entwickeln werden könnten. Forschende haben die molekulare Bewegung von Gummibestandteilen, die typischerweise in Autoreifen verwendet werden – Polybutadien und Ruß – mit der weltweit höchsten Zeitauflösung beobachtet. Die Studie zeigt die Wechselwirkung zwischen den beiden Komponenten auf atomarer Ebene und ebnet den Weg für neue Erkenntnisse zur Abnutzung von Reifengummi und zur Entwicklung langlebiger Materialien. Reifengummi ist ein Verbundwerkstoff, der meist synthetischen Kautschuk wie Polybutadien sowie Nanopartikel wie Ruß enthält, die…
Die Quantenphysik setzt sich mit den Naturgesetzen im atomaren und subatomaren Bereich auseinander. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse haben beispielsweise die Entwicklung von Computerchips, Kernspintomografen oder Navigationssystemen ermöglicht. An der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau forschen Professor Dr. Artur Widera und seine Arbeitsgruppe zur Quantenphysik. In einer aktuellen Forschungsarbeit präsentieren sie einen Quantenmotor, der sich nicht im klassischen Sinne mit thermodynamischen Prinzipien beschreiben lässt. Der Antrieb erfolgt quantenmechanisch, nicht durch Wärmeübertragung. Das zugehörige Paper ist im Fachmagazin Nature erschienen. Klassische Motoren sind…
Weltraumtaugliche Sensortechnologie mit Siliziumkarbid. Geht es um besonders verlustarme Halbleiterbauelemente und hocheffiziente Leistungselektronik, führt heute kein Weg mehr vorbei an Siliziumkarbid (SiC). Das Wide-Bandgap-Halbleitermaterial SiC ist dem konventionellen Silizium in vielen Belangen überlegen und erobert immer neue Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Optoelektronik, Sensorik oder Festkörper-Quantenelektronik. Selbst im Weltraum kann SiC mittlerweile seine überragenden physikalischen Eigenschaften beweisen: Bei der aktuellen NASA-Mission MARS2020 ist eine SiC-UV-Photodiode der Berliner Firma sglux mit an Bord. Der SiC-Chip mit den Heterostrukturen für die UV-Photodiode wurde…
Starke Laser werfen neues Licht auf die Elektronendynamik von Flüssigkeiten. Das Verhalten von Elektronen in Flüssigkeiten bestimmt eine Vielzahl von chemischen Prozessen und damit wesentliche Vorgänge in Organismen und unserer Umwelt. Die Bewegungen der Elektronen sind jedoch extrem schwer zu erfassen, da sie sich innerhalb von Attosekunden, also im Bereich von Quintillionstel Sekunden, abspielen. Da fortschrittliche Laser heute auf diesen Zeitskalen arbeiten, können sie Wissenschaftler*innen mittels verschiedener Techniken Einblicke in diese ultraschnellen Prozesse geben. Ein internationales Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für…
Einer Forschungsgruppe gelang die Entschlüsselung der Entstehungsmechanismen der geheimnisvollen schwarzen Löcher mittlerer Masse. Sie könnten das Bindeglied zwischen ihren kleineren Verwandten, den stellaren schwarzen Löchern, und den supermassereichen Riesen darstellen, die die Zentren der Galaxien bevölkern. Dieser Erfolg ist das Ergebnis des DRAGON-II-Simulationsprojekts unter der Leitung des Gran Sasso Science Institute. Es beruht auf Berechnungen der komplexen Wechselwirkungen zwischen Sternen, stellaren schwarzen Löchern und physikalischen Prozessen in dichten Sternhaufen und zeigten, dass schwarze Löcher von bis zu einigen hundert Sonnenmassen…
Röntgenlaser weist Weg zu besserer Präzisionszeitmessung. Einem internationalen Forschungsteam ist ein entscheidender Schritt zu einer neuen Generation von Atomuhren gelungen. Am europäischen Röntgenlaser European XFEL haben die Forscherinnen und Forscher auf Basis des Elements Scandium einen wesentlich exakteren Taktgeber erzeugt, der eine Genauigkeit von einer Sekunde in 300 Milliarden Jahren ermöglicht – das ist rund tausendmal präziser als die Standard-Atomuhr auf Cäsium-Basis. Das Team stellt seinen Erfolg im Fachblatt „Nature“ vor. Atomuhren sind derzeit die genauesten Zeitmesser. Als Taktgeber nutzen…
Negativer Druck ist ein seltenes und schwer nachzuweisendes Phänomen in der Physik. Mithilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern und Schallwellen haben Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) in Erlangen jetzt eine neue Methode entdeckt, um negativen Druck zu messen. In Zusammenarbeit mit dem Leibnitz-Institut für Photonische Technologien in Jena (IPHT) können die Wissenschaftler*innen der Forschungsgruppe Quantenoptoakustik unter Leitung von Birgit Stiller damit wichtige Erkenntnisse über thermo-dynamische Zustände gewinnen. Druck als physikalischer Größe begegnen wir in den unterschiedlichsten Bereichen:…
Von Nord nach Süd durch den antiferromagnetischen Dschungel. Aktuelle Grundlagenforschung zu Magnetisierung kann neue bei der Entwicklung von wesentlich kleineren elektronischen Bausteinen für die Elektronik der Zukunft eröffnen. Forschende der Universitäten Augsburg und Groningen konnten zeigen, dass das Standardbild der Magnetisierungsumkehr erweitert werden muss. Ihre Erkenntnisse wurden in der Fachzeitschrift “Nature Communications” veröffentlicht und bereichern nicht nur die Grundlagenforschung, sondern eröffnen neue Perspektiven im Bereich der Kontrolle der Magnetisierung auf kleinsten Skalen und bietet somit ein großes Potenzial zur Entwicklung…
Rückmeldung
