Topologie spielt in der modernen Physik der kondensierten Materie und darüber hinaus eine enorme Rolle. Sie beschreibt, wie feste Materialien zwei sehr unterschiedliche und teilweise widersprüchliche Eigenschaften vereinen können. In topologischen Isolatoren wirkt zum Beispiel die Masse als Isolator während ihre Oberflächen und Kanten dennoch Strom leiten können. Deshalb hat in den letzten Jahrzehnten das Konzept der Topologie das wissenschaftliche Verständnis von elektronischer Struktur und Materialeigenschaften völlig verändert. Außerdem hat es den Weg für technologische Anwendungen geebnet, bei denen topologische…
Deutsche Forschungsinstitute freuen sich über die ersten Testbilder. Euclid, das neueste Weltraumteleskop der ESA mit starker deutscher Beteiligung, hat wenige Wochen nach dem Raketenstart die ersten Testbilder geliefert. Sie zeigen bereits eine hervorragende Bildqualität. Euclid verfügt über zwei Kameras: die VIS Kamera liefert hochaufgelöste Bilder im sichtbaren Licht, während die NISP Kamera infrarotes Licht misst und sowohl Bilder wie auch Spektren liefert. Mit den Daten von VIS und NISP erhoffen sich die sechs aus Deutschland beteiligten Institute des internationalen Euclid-Konsortiums…
Neuartige magnetische Datenspeicher sind energieeffizient und robust. Verwendung finden hier Ferromagnete mit Arbeitsfrequenzen im Gigahertz-Bereich. Weiter steigern ließe sich diese mit Antiferromagneten, die sich aber nicht effizient anregen lassen. Forscher aus Kaiserslautern und Mainz haben gezeigt, dass magnetische Heterostrukturen – bestehend aus je einer dünnen Schicht Antiferromagnet und Ferromagnet – die Vorteile beider Materialklassen vereinen können: Sie haben eine hohe Arbeitsfrequenz mit effizienter Anregung gefunden. Die Arbeit ist in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht worden und ist als…
Starke Vulkanausbrüche verändern die Temperatur der Atmosphäre. Für eine frühere Eruption ist dieser Effekt bis in 100 km Höhe beobachtet worden. Forschende der Universität Greifswald und des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg haben nun mit Modellsimulationen versucht, die dynamischen Prozesse hinter der erwarteten Temperaturveränderung in der Sommermesopause (in ca. 80 – 100 km Höhe) nach starken Vulkanausbrüchen aufzuklären. Sie fanden Hinweise auf eine deutliche Erwärmung dieser Atmosphärenschicht fünf Monate nach dem simulierten Ausbruch. Die Ergebnisse wurden jetzt (Juni 2023) im…
Die Europäische Südsternwarte hat heute ein beeindruckendes neues Bild veröffentlicht, das Aufschluss darüber gibt, wie sich massereiche Planeten wie der Jupiter bilden könnten. Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) haben Forschende große Staubklumpen in der Nähe eines jungen Sterns entdeckt, die kollabieren und Riesenplaneten entstehen lassen könnten. „Diese Entdeckung ist wirklich spannend, denn es ist der erste Nachweis von Materialklumpen um einen jungen Stern, die das Potenzial haben, Riesenplaneten zu beherbergen“,…
Forschende der Universität Leipzig haben eine äußerst effiziente Methode zur Untersuchung von bislang für die Fachwelt sehr rätselhaften Systemen mit langreichweitigen Wechselwirkungen entwickelt. Diese Systeme können Gase oder auch feste Materialien wie etwa Magnete sein, deren Atome nicht nur mit ihren Nachbarn, sondern viel weitreichender wechselwirken. Die Forschenden um Prof. Dr. Wolfhard Janke nutzen dafür sogenannte Monte-Carlo-Computersimulationen. Bei diesem vom Spielkasino in Monte Carlo abgeleiteten Verfahren aus der Stochastik werden zufällige Systemzustände generiert, aus denen sich die gewünschten Eigenschaften des…
Einem deutsch-chinesischen Forschungsteam ist es gelungen, ein Quantenbit in einer Halbleiter-Nanostruktur zu realisieren. Mithilfe eines besonderen Energieübergangs erzeugten die Forschenden in einem Quantenpunkt – einem eng begrenzten Bereich des Halbleiters – einen überlagerten Zustand, in dem ein Elektronenloch gleichzeitig zwei verschiedene Energieniveaus besaß. Solche Überlagerungszustände sind die Basis für das Quantencomputing. Die Anregung des Zustands benötigt normalerweise einen Laser, der Licht im Terahertz-Bereich ausstrahlt. Diese Wellenlänge ist jedoch zu groß, um den Strahl auf den winzigen Quantenpunkt fokussieren zu können….
Die vom MPIA geleitete MINDS-Forschungsgruppe hat mit dem Weltraumteleskop James Webb Wasser in der inneren Region einer Scheibe aus Gas und Staub um einen jungen Stern entdeckt. Gewöhnlich bilden sich in dieser Zone erdähnliche Planeten. Dieser Fund ist der erste dieser Art in einer Scheibe, die bereits mindestens zwei Planeten beherbergt. Etwaige Gesteinsplaneten, die in der inneren Scheibe entstehen, würden unmittelbar von einem beträchtlichen Wasserreservoir profitieren, was die Chancen auf eine spätere Lebensfreundlichkeit verbessern würde. Diese Entdeckung ist ein Hinweis…
Forschungsteam der Theoretischen Physik aus Kiel und Dresden berechnet ungewöhnliches Verhalten von Elektronen. Wasserstoff ist das am meisten verbreitete Element im Universum. Es bestimmt die Eigenschaften von Sternen und Planeten und ist entscheidend für das Leben auf der Erde – nicht zuletzt durch seine Rolle für die klimaneutrale Energieversorgung. Generationen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Physik und Chemie haben Wasserstoff sehr intensiv erforscht, sowohl in Experimenten als auch mithilfe von Computer-Simulationen. Trotz seines sehr einfachen Aufbaus – ein Wasserstoff-Atom besteht…
Aufbau von monoatomaren Bleischichten mit eigens entwickeltem Verfahren erstmals enthüllt. Forschungsteam unter der Leitung der TU Chemnitz synthetisiert zweidimensionale Schicht Blei durch neuartiges Verfahren und beschreibt erstmals detailliert deren atomare Struktur – Veröffentlichung in renommierter Fachzeitschrift „Advanced Materials Interfaces“. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Professuren Analytik an Festkörperoberflächen (Leitung: Prof. Dr. Christoph Tegenkamp) sowie der Professur Experimentalphysik mit dem Schwerpunkt Technische Physik (Leitung: Prof. Dr. Thomas Seyller) der Technischen Universität Chemnitz erforschen im Rahmen der Forschungsgruppe „Proximity-induzierte Korrelationseffekte in niedrigdimensionalen Strukturen…
Ein internationales Team unter der Leitung von Curtin-Universität und ICRAR in Australien hat unter Beteiligung von Wissenschaftlern des MPIfR in Bonn eine neue Art von stellarem Objekt entdeckt, das unser Verständnis der Physik von Neutronensternen in Frage stellt. Es könnte sich um einen ultralangperiodischen Magnetar handeln, eine seltene Art von Stern mit extrem starken Magnetfeldern, die gewaltige Energieausbrüche erzeugen können. Alle bis vor kurzem bekannten Magnetare setzen Energie in Intervallen von einigen Sekunden bis einigen Minuten frei. Das neu entdeckte…
Astronominnen und Astronomen haben mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) einen möglichen „Geschwisterplaneten“ entdeckt, der einen fernen Stern umkreist. Das Team spürte eine Trümmerwolke auf, die sich die Umlaufbahn mit diesem Planeten teilen könnte. Dabei handelt es sich ihrer Meinung nach um die Bausteine eines neuen Planeten oder um die Überreste eines bereits entstandenen Planeten. Sollte sich diese Entdeckung bestätigen, wäre dies der bisher stärkste Beleg dafür, dass sich zwei Exoplaneten eine Umlaufbahn teilen können. „Vor zwei Jahrzehnten wurde…
Beim ihrem ersten Vorbeiflug am Merkur fing die Sonde BepiColombo einzigartige Messdaten ein. Sie helfen, die Röntgenlicht-Polarlichter des Planeten zu verstehen. Die Polarlichter des Merkurs sind nicht wie die der Erde mit dem bloßen Auge sichtbar, sondern strahlen ausschließlich Röntgenlicht aus. In der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications beschreibt eine Forschergruppe, zu der auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen zählen, wie Sonnenwind-Elektronen auf dem Planeten prasseln und so das hochenergetische Leuchten auslösen. Dafür wertete das Team Daten…
Winzige Plastikpartikel sind ein Umweltproblem. Sie können sogar in lebende Zellen eindringen. An der TU Wien wurde nun eine Methode entwickelt, solche Partikel präzise und schnell zu detektieren. Dass Mikroplastik ein Problem ist, ist mittlerweile bekannt: Es handelt sich dabei um winzige, kaum sichtbare Plastikpartikel, die in die Umwelt gelangen und Schaden anrichten können, zum Beispiel, wenn sie von Tieren gefressen werden. Schwer abzuschätzen ist bisher aber der Effekt von noch kleineren Partikeln, die mit herkömmlichen Methoden kaum nachgewiesen werden…
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler ein vielversprechendes neues Verfahren angewandt, um in einem Teilchenbeschleuniger nach Teilchen der Dunklen Materie zu suchen. Die von den Forscherinnen und Forschern der internationalen JEDI-Kollaboration genutzte Methode beruht auf der Beobachtung der Spin-Polarisation eines Teilchenstrahls im Jülicher Speicherring COSY. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie heute in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review X. Etwa 80 Prozent der Materie im Universum besteht aus einem unbekannten und unsichtbaren Stoff. Postuliert wurde diese „dunkle Materie“ bereits vor etwa 90 Jahren….
Trotz quantenphysikalischer Zweifel: Forschungsteams des ZARM und der Leibniz University Hannover konnten Einstein’s Relativitätstheorie mit noch höherer Genauigkeit bestätigen. Grundlage der Berechnungen waren Lasermessungen des Abstands zwischen dem Mond und der Erde. Eine der grundlegendsten Annahmen in der fundamentalen Physik besagt, dass die verschiedenen Eigenschaften von Masse – Schwere, Trägheit und Anziehungskraft – im Verhältnis zueinander immer gleich bleiben. Wäre diese Äquivalenz nicht gegeben, würde das der Einstein’schen Relativitätstheorie widersprechen und unsere aktuellen Physikbücher müssten umgeschrieben werden. Obwohl alle bisherigen…
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