Spektroskopie zeigt, worauf es ankommt. Es klingt wie Magie: Photoelektroden, die das Treibhausgas CO2 in Methanol umwandeln oder Stickstoffmoleküle in wertvollen Dünger – und zwar allein mit der Energie des Sonnenlichts. Dass Diamantmaterialien sich dafür eignen, zeigt nun eine Studie aus dem HZB. Durch die Kombination von Röntgen-Spektroskopieverfahren an BESSY II mit weiteren Messmethoden gelang es dem Team um Tristan Petit, erstmals genau zu verfolgen, welche Prozesse an der Oberfläche dieser Materialien durch Licht angeregt werden und worauf es dabei…
Mit 3-D-Drucktechnologie lassen sich hoch komplexe Formen herstellen. Doch das Drucken von Keramik mithilfe eines Lasers erweist sich als schwierig. Nun haben Forschende am Paul Scherrer Institut PSI erstmals in Tomogrammen aufgezeichnet, was bei diesem Herstellungsprozess auf mikroskopischer Ebene geschieht. Die Erkenntnisse helfen, das vielversprechende Verfahren zu verbessern. Bereits heute werden viele Objekte mit 3-D-Druckverfahren hergestellt. Diese additive Fertigungstechnik hat beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, in der Autoindustrie, aber auch in der Medizin Einzug gehalten. Für Metalle und Kunststoffe…
In der kurzlich veröffentlichten Arbeit in Nature Communications haben Forscher des Paul-Drude-Instituts in Berlin und des Instituto Balseiro in Bariloche, Argentinien, gezeigt, dass die Vermischung von begrenzten Quantenflüssigkeiten aus Licht und GHz-Schall zur Entstehung eines schwer fassbaren Phonoriton-Quasiteilchens führt, das zum Teil ein Lichtquant (Photon), ein Schallquant (Phonon) und ein Halbleiter-Exziton ist. Diese Entdeckung eröffnet einen neuartigen Weg zur kohärenten Umwandlung von Informationen zwischen optischen und Mikrowellenbereichen, was potenzielle Vorteile für die Bereiche Photonik, Optomechanik und optische Kommunikationstechnologien mit sich…
Die sogenannten Herbig-Haro-Objekte (HH) sind leuchtende Gasströme, die das Wachstum von Sternbabies signalisieren. Mit dem Weltraumteleskop James Webb (JWST) der NASA/ESA/CSA hat ein internationales Astronomenteam, dem auch Forschende des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) angehören, ein spektakuläres Bild von HH 211 aufgenommen, einem sogenannten bipolaren Gasjet, der sich mit Überschallgeschwindigkeit durch den interstellaren Raum bewegt. Das etwa 1.000 Lichtjahre von der Erde entfernte Objekt im Sternbild Perseus ist einer der jüngsten und nächstgelegenen Gasströme eines Protosterns und damit ein ideales Ziel…
Forschende der TU Wien entdecken exzellente thermoelektrische Eigenschaften von Nickel-Gold-Legierungen. Diese können eingesetzt werden, um Wärme effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Thermoelektrika ermöglichen die direkte Umwandlung von Wärme in elektrische Energie – und umgekehrt. Das macht sie interessant für eine Reihe technologischer Anwendungen. Auf der Suche nach thermoelektrischen Materialien mit möglichst guten Eigenschaften, untersuchte ein Forschungsteam der TU Wien diverse metallische Legierungen. Als besonders vielversprechend erwies sich eine Mischung aus Nickel und Gold. Ihre Ergebnisse publizierten die Forschenden kürzlich in…
Forschenden des Leibniz-IPHT ist es gelungen, zu bedeutenden Fortschritten bei der Entschlüsselung winziger Nanoobjekte beizutragen: Mithilfe optischer Spezialfasern identifizierten sie einen neuen optischen Mode, der eine gleichmäßige Ausleuchtung entlang der gesamten Faserlänge ermöglicht, und bestimmten die Auflösungsgrenze einzelner mit Fasern bisher messbarer Objekte. Damit legen sie die Basis, um Nanopartikel mit beispielloser Präzision zu beobachten. Die Ergebnisse ihrer Studien wurden in den renommierten Fachzeitschriften OPTICA und Nature Communications veröffentlicht. Um schnell bewegliche Nanopartikel in der Pharmazie, der Bioanalytik oder den…
Forschende der Universitäten Mainz und Konstanz sowie der Tohoku University in Japan konnten Diffusion von Skyrmionen auf das Zehnfache steigern. Ohne Computer ist unser heutiges Leben nicht denkbar. Bis dato funktioniert die Informationsverarbeitung über Ladungsträger, die Elektronen, wobei sich die Komponenten jedoch stark erhitzen. Es ist also eine aktive Kühlung nötig, was mit großem Energieaufwand einhergeht. Die Spintronik soll dieses Problem lösen: Statt die Elektronen selbst für die Informationsverarbeitung zu nutzen, setzt man dabei auf deren Spin, also ihren Eigendrehimpuls….
Neuartige physik-basierte selbstlernende Maschinen könnten heutige künstliche neuronale Netze ersetzen und damit Energie sparen. ünstliche Intelligenz beeindruckt nicht nur durch ihre Leistung, sondern auch durch ihren Energiehunger. Und sie verbraucht umso mehr Energie, je anspruchsvoller die Aufgaben sind, für die sie trainiert wird. Víctor López-Pastor und Florian Marquardt, zwei Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts in Erlangen, präsentieren nun eine Methode, mit der sich künstliche Intelligenz deutlich effizienter trainieren lassen könnte. Sie setzen dabei auf physikalische Prozesse statt…
Wichtiger Meilenstein im Experiment „Project 8“ zur Messung der Neutrinomasse erreicht. Neutrinos sind allgegenwärtige Elementarteilchen, die nur sehr schwach mit normaler Materie wechselwirken. Deshalb durchdringen sie diese meist ungehindert und werden daher auch Geisterteilchen genannt. Nichtsdestotrotz spielen Neutrinos eine überragende Rolle im frühen Universum. Um vollständig erklären zu können, wie sich unser Universum entwickelt hat, müssen wir vor allem ihre Masse kennen. Doch bisher ist es nicht gelungen, diese Masse zu bestimmen. Das möchte die internationale Project 8 Kollaboration mit…
… in aktiven galaktischen Kernen. Die Variabilität der Jets von Blazaren ermöglicht Rückschlüsse auf die Präzession durch einander umkreisende Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien. Ein internationales Team unter der Leitung von Silke Britzen vom MPI für Radioastronomie in Bonn hat Blazare untersucht, dabei handelt es sich um akkretierende supermassereiche schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien. Blazare sind Objekte, bei denen einer der von dem aktiven galaktischen Kern emittierten Jets direkt auf die Erde gerichtet ist. Die Forscher…
Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte – Durch eine bemerkenswerte Beobachtungsreihe, an der zwölf Teleskope sowohl am Erdboden als auch im Weltraum beteiligt waren, darunter drei Standorte der Europäischen Südsternwarte (ESO), haben Astronom*innen das seltsame Verhalten eines Pulsars entschlüsselt, eines sich extrem schnell drehenden toten Sterns. Dieses mysteriöse Objekt ist dafür bekannt, dass es fast ständig zwischen zwei Helligkeitszuständen wechselt, was bis jetzt ein Rätsel war. Wie Astronom*innen nun herausgefunden haben, sind plötzliche Materieauswürfe des Pulsars in sehr kurzen Zeiträumen für diese…
Quantenphysik hat die Entwicklung von Sensoren ermöglicht, die die Präzision herkömmlicher Instrumente weit übertreffen. Nun zeigen mehrere Studien in der Fachzeitschrift Nature, dass die Präzision von Quantensensoren durch Verschränkung mittels nahreichweitiger Wechselwirkungen erheblich verbessert werden kann. Innsbrucker Physiker um Christian Roos haben dies an verschränkten Ionenketten mit bis zu 51 Teilchen nachgewiesen. Metrologische Institutionen auf der ganzen Welt verwalten unsere Zeit. Als Basis dienen ihnen Atomuhren, die natürliche Schwingungen von Atomen als Taktgeber nutzen. Diese Uhren, die für Anwendungen wie…
Messungen mit neuem Verfahren zur Bestimmung der Frequenzverschiebung durch thermische Strahlung an der PTB unterstützen eine mögliche Neudefinition der Sekunde durch optische Uhren. Optische Atomuhren gelten als die Atomuhren der Zukunft. Sie „ticken“ bereits, aber noch ist die Einheit Sekunde durch Cäsium-Atomuhren definiert. Bei ihnen werden Cäsium-Atome durch Mikrowellenstrahlung angeregt, die Atome oder Ionen bei optischen Uhren dagegen durch optische Strahlung. Die häufigeren Schwingungen pro Zeiteinheit von Licht im Vergleich zur Mikrowelle erlauben eine Bestimmung der Frequenz dieser Atomuhren mit…
Solar Orbiter-Aufnahmen bieten den bisher besten Blick auf eine Quellregion des Teilchenstroms von der Sonne – und finden ein bisher unbekanntes Phänomen. Kleinste Plasmaströme auf der Sonne, die mit Geschwindigkeiten von einigen hundert Kilometern pro Stunde von der Sonnenkorona ins All rasen, könnten der lang gesuchte Antrieb des Sonnenwindes sein. Wie ein Forscherteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen heute in der Fachzeitschrift Science berichtet, findet sich in hochaufgelösten Aufnahmen eines koronalen Lochs, die der ESA-Raumsonde Solar…
… zum ersten Mal von der Erde aus entdeckt. Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben Astronominnen und Astronomen einen großen dunklen Fleck in der Neptunatmosphäre beobachtet, neben dem sich ein unerwarteter kleiner heller Fleck befindet. Damit wurde erstmals ein solcher dunkler Fleck auf dem Planeten mit einem Teleskop auf der Erde beobachtet. Diese gelegentlichen Erscheinungen im blauen Hintergrund der Neptunatmosphäre sind für Forschende ein Rätsel, und die neuen Ergebnisse liefern weitere Hinweise auf ihre Eigenschaften und ihren…
Forschende der JGU, der TU Darmstadt und der Universität Wuhan entwickelten einen Ansatz, mit dem man Tintenpartikel im Wasser zu Linien und Buchstaben anordnen kann. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Small veröffentlicht. Schreiben ist eine uralte Kulturtechnik – bereits vor mehreren tausend Jahren meißelten Menschen Schriftzeichen in Steinplatten. Zwar hat sich das Schriftsystem seither perfektioniert, doch ist eines geblieben: Sowohl die Keilschrift als auch die heutige Schrift nutzen feste Oberflächen, um die Schriftzeichen festzuhalten, also etwa Steintafeln…
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