Astrophysikerinnen und Astrophysiker haben erstmals überzeugende Hinweise auf die Existenz von Gravitationswellen gefunden, die mit Perioden von Jahren bis Jahrzehnten schwingen. Dazu werteten die Forscher Daten des „North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves“ aus. An einem von insgesamt fünf aktuellen Forschungsartikeln sind Prof. Dr. Kai Schmitz von der Universität Münster und Dr. Andrea Mitridate von DESY in Hamburg beteiligt. Diese Publikation beschäftigt sich mit der Hypothese, dass NANOGrav Gravitationswellen sieht, die im Urknall erzeugt wurden. Astrophysikerinnen und Astrophysiker haben…
Ein europäisches Forscherteam unter Beteiligung der Max-Planck-Institute für Radioastronomie und Gravitationsphysik hat zusammen mit indischen und japanischen Kollegen Ergebnisse von mehr als 25 Jahren Beobachtungen mit sechs der empfindlichsten Radioteleskope der Welt veröffentlicht. Mit anderen internationalen Kollaborationen haben sie unabhängig voneinander Beweise für Gravitationswellen bei extrem niedrigen Frequenzen gefunden, die von Paaren extrem massereicher Schwarzer Löcher in den Zentren verschmelzender Galaxien stammen könnten. Die Ergebnisse sind ein entscheidender Meilenstein zur Erschließung eines neuen, astrophysikalisch bedeutenden Bereichs des Gravitationswellen-Spektrums. In einer…
Forschende der Kölner Astrophysik waren am aktuellen Fund beteiligt / Die Existenz dieses Moleküls im All wurde bereits in den 1970er Jahren vorhergesagt und konnte nun erstmals nachgewiesen werden. Das James Webb-Weltraumteleskop hat das Kohlenwasserstoffmolekül CH3+ in einem 1500 Lichtjahre entfernten, neu entstehenden Sonnen- und Planetensystem entdeckt. CH3+ ist ein elementares Kohlenwasserstoffmolekül, das zwar nicht mit dem überall vorkommenden Wasserstoff (H2), dafür aber mit anderen Molekülen reagiert und somit zur Bildung sehr viel komplexerer Moleküle im Weltall beitragen kann. Seit…
Bye bye, Linse. Hallo Metaoberfläche! Sogenannte Metaoberflächen können dazu beitragen, optische Systeme künftig dünner zu bauen – bei gleichzeitiger Erhöhung der Funktionalität. Das Problem: Herkömmliche Verfahren zur Herstellung konnten bisher oft nur kleine Metaoberflächen, häufig kleiner als ein Quadratmillimeter realisieren. Forschenden des Fraunhofer IOF ist es nun erstmals gelungen, mithilfe der Elektronenstrahllithografie eine Metaoberfläche mit einem Durchmesser von fast 30 Zentimetern herzustellen – ein Weltrekord. Ihre Methode haben die Wissenschaftler jetzt im »Journal of Micro/Nanopatterning, Materials, and Metrology« veröffentlicht. »Nach…
Vergleichsmessungen von optischen Uhren der PTB verbessern die Suche nach einer möglichen Wechselwirkung von ultraleichter dunkler Materie mit Photonen. Kann dunkle Materie mit Photonen wechselwirken und die Atomstruktur beeinflussen? Ein Fall für optische Atomuhren: Zwei verschiedene Typen von ihnen wurden an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) im Rahmen des Sonderforschungsbereichs DQ-mat und des Exzellenzclusters QuantumFrontiers verglichen. Es ist die bisher genaueste Suche nach einer Wechselwirkung von ultraleichter dunkler Materie mit Photonen. Bestehende experimentelle Nachweisgrenzen für eine mögliche Kopplung wurden durch die…
Eine vom MPIA geleitete Forschungsgruppe suchte mit dem James-Webb-Weltraumteleskop nach einer Atmosphäre des Gesteinsplaneten TRAPPIST-1 c. Obwohl der Planet fast die gleiche Größe und Einstrahlung wie die Venus hat, erweist sich seine Atmosphäre als höchst verschieden. Aus der Analyse der vom Planeten abgestrahlten Wärme schließen die Forschenden, dass er allenfalls eine dünne Atmosphäre mit minimalem Kohlendioxidgehalt aufweist. Die Messungen stimmen jedoch auch mit blankem Gestein ohne eine nennenswerte Atmosphäre überein. Diese Studie trägt zum Verständnis bei, wie Gesteinsplaneten bei massearmen…
Mikroskopische Bildgebung von Magnetfeldern, wie sie die Quantensensorik ermöglicht, erlaubt die Messung des einzigartigen magnetischen Fingerabdrucks von Objekten. Eine innovative Methode mit schnellen Kamerabildern hat das Fraunhofer IAF in Form eines verbesserten Weitfeld-Magnetometers entwickelt. Das System bietet einen einzigartigen Kompromiss aus Sensitivität, Auflösung und Geschwindigkeit. Auf der LASER World of QUANTUM 2023 wird es als Teil des Quantum Sensing Hubs Freiburgs präsentiert, in dem die Institute Fraunhofer IAF, IPM und IWM ihre Kompetenzen im Bereich der Quantenmagnetometrie bündeln. Forschenden des…
Photonenpaare erzeugen extrem kurze Impulse aus einem Elektronenstrahl. Physiker der Universität Konstanz generieren eines der kürzesten jemals von Menschen erzeugten Signale: Mit Hilfe von gepaarten Laserpulsen gelang es, eine Serie von Elektronenpulsen auf eine numerisch analysierte Dauer von lediglich 0,000000000000000005 Sekunden zu komprimieren. Vorgänge in der Natur, die sich auf intramolekularer oder intraatomarer Ebene abspielen, laufen teilweise auf einer Zeitskala von Billiardsteln (Femtosekunden) oder Trillionsteln (Attosekunden) einer Sekunde ab. Kernreaktionen sind sogar noch schneller. Maxim Tsarev, Johannes Thurner und Peter…
Die Entdeckung einer seltenen Art von Sternensystem in zwei unabhängigen Studien der Universität Warwick und des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) liefert neue Erkenntnisse über die Vorhersagen des Dynamomodells für die Sternentwicklung. Der neue Weiße-Zwerg-Pulsar, ein extrem enges Doppelsternsystem aus einem Weißen und einem Roten Zwergstern, die gemeinsam in die Sonne passen würden, ist erst das zweite bekannte seiner Art. Weiße Zwerge sind extrem verdichtete Sternreste mit der Masse unserer Sonne aber der geringen Größe unseres Planeten Erde. Sie entstehen,…
… die im optischen C-Band leuchten. Paderborner Wissenschafler*innen veröffentlichen Ergebnisse in “AIP Advances”. Paderborner Forscher*innen aus dem Department Physik und vom Institut für Photonische Quantensysteme (PhoQS) haben im Rahmen eines innerhalb des Sonderforschungsbereichs/TRR 142 geförderten Projekts erfolgreich Quantenpunkte – nanoskopische Strukturen, in denen die Quanteneigenschaften der Materie zum Tragen kommen – hergestellt, die im optischen C-Band bei einer Wellenlänge zwischen 1530 bis 1565 Nanometer leuchten. Das Besondere ist, dass es damit zum ersten Mal gelungen ist, solche Quantenpunkte durch lokale…
Kieler Instrument an Bord misst Auswirkungen des elektrischen Antriebs auf die Weltraumtechnik. Am Freitag, 16. Juni, tritt der nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannte Kommunikationssatellit seine Reise in eine Erdumlaufbahn an. Zwischen 23.26 Uhr und 01:01 Uhr deutscher Zeit soll er vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch Guiana aus gestartet werden. Anstelle eines rein chemischen Antriebs verwendet diese Mission der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auch zusätzlich einen effizienteren elektrischen Antrieb. Unter den vielen…
Einatomige Leerstellen in atomar dünnen Isolatoren im Ultrahochvakuum erzeugt. Einzelne Lichtteilchen finden Anwendung in der Quanteninformationsverarbeitung, in Informationsnetzen und in Sensoren. Sie können von Fehlern im Atomgitter des atomdünnen Isolators hexagonales Bornitrid ausgestrahlt werden. Als atomare Struktur, die dafür verantwortlich sein könnte, wurden fehlende Stickstoffatome vermutet. Allerdings ist es schwierig, diese kontrolliert zu entfernen. Ein Team an der Fakultät für Physik der Universität Wien hat nun mithilfe eines Rastertransmissionselektronenmikroskops im Ultrahochvakuum gezeigt, dass einzelne Atome tatsächlich herausgeschleudert werden können. Die…
DESY koordiniert „Dark Matter Lab“ auf deutscher Seite. Die französische Forschungsorganisation CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) und drei Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft haben sich zum „Dark Matter Lab“ (DMLab) zusammengeschlossen, einem internationalen Forschungslabor (International Research Lab, IRL), das sich der Erforschung der geheimnisvollen Dunklen Materie widmet. Das Dark Matter Lab, das sich unter anderem stark am bei DESY geplanten Experiment MADMAX engagieren will, wird auf deutscher Seite von DESY koordiniert. Die Dunkle Materie ist eines der größten wissenschaftlichen Rätsel…
Forscher des Max Born Instituts in Berlin und der Ludwig-Maximilians-Universität in München haben jetzt mit starken elektrischen Feldern im Terahertz-Frequenzbereich die optische Absorption von Farbstoffmolekülen in flüssiger Lösung verändert und ihre ultraschnelle Zeitentwicklung erfasst. Wie sie in der Fachzeitschrift The Journal of Physical Chemistry Letters berichten, führt die Wechselwirkung mit einem THz-Impuls von ca. 1 ps Dauer zu einer erheblichen Verbreiterung des Absorptionsspektrums, aus der sich die Kopplung der Moleküle an das äußere Feld quantitativ bestimmen und gleichzeitig die Felder…
Forschungsarbeit unter Federführung der TU Chemnitz deckt elektronische Defektlandschaft in organischen Solarzellen auf und beschreibt Zustandsdichte dieser Solarzellen erstmals durch ein Potenzgesetz – Veröffentlichung in renommierter Fachzeitschrift Physical Review Letters. Forscherinnen und Forscher der Professur Optik und Photonik kondensierter Materie (Leitung: Prof. Dr. Carsten Deibel) der Technischen Universität Chemnitz und weiterer Partnerinstitutionen arbeiten derzeit gemeinsam intensiv an Solarzellen aus neuartigen organischen Halbleitern, die mit etablierten Druckverfahren oder effizienten thermischen Aufdampfverfahren hergestellt werden können. Um diese Klasse von photovoltaischen Bauelementen grundlegend…
Forschende des NOMAD Laboratory am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft haben Einblicke in die mikroskopischen Mechanismen gewonnen, die die Wärmeleitfähigkeit in thermischen Isolatoren bestimmen. Durch ihre computergestützte Forschung haben sie gezeigt, dass selbst kurzlebige und mikroskopisch lokalisierte Defektstrukturen einen erheblichen Einfluss auf makroskopische Transportprozesse haben. Diese Entdeckung könnte zu energieeffizienteren Technologien beitragen, da sich damit die gezielte Erzeugung von Defekten auf der Nanoskala dafür nutzen lässt, besonders effiziente Wärmeisolatoren herzustellen. Die Forschenden des NOMAD Laboratory haben kürzlich Einsichten erlangt, die erklären, wie…
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