Magnetische Skyrmionen sind extrem kleine und sehr stabile Magnetisierungswirbel, die häufig als “topologische Quasiteilchen” bezeichnet werden, da ein solches Spin-Ensemble eine besondere Stabilität aufweist. Sie sind aus zwei Gründen wissenschaftlich interessant: Zum einen könnten magnetische Skyrmionen als Informationsträger in Informationstechnologien der Zukunft fungieren. Zum anderen bieten Skyrmionen in dünnen magnetischen Filmen ein ideales Testfeld, um die Dynamik von topologisch nicht-trivialen magnetischen Quasiteilchen zu untersuchen. Einem Forscherteam unter der Leitung des Max-Born-Instituts ist es gelungen, die Erzeugung des Skyrmions auf der…
Mit Laserblitzen simuliert ein Forschungsteam das Innere von Eisplaneten. Was geht im Zentrum von Planeten wie Neptun und Uranus vor? Um das herauszufinden, hat ein internationales Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), der Universität Rostock und der französischen École Polytechnique eine dünne Folie aus simplem PET-Plastik mit einem Laser beschossen und das Geschehen mit intensiven Röntgenblitzen untersucht. Zum einen konnten die Forscher*innen ihre frühere These bekräftigen, dass es wohl tatsächlich Diamanten im Inneren der Eisriesen am Rand unseres Sonnensystems…
Rot wird nicht Grün und infrarotes Licht nicht plötzlich sichtbar, wenn man es durch einen Lichtleiter schickt. Denn Licht ändert seine Wellenlänge nicht einfach so. Es sei denn, der Mensch greift zu einem Trick. Den hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Uni Jena jetzt erstmals in optischen Fasern effektiv anwenden können. Ihm ist es gelungen, optische Fasern so zu funktionalisieren, dass sie unsichtbares Infrarot-Licht in rotes Licht verwandeln. Ihre Spezialfasern könnten künftig als Miniatur-Lichtkonverter nutzbar sein. Ihre Forschungsergebnisse sind…
In einer aktuellen Publikation des Fachjournals „Advanced Materials“ stellt ein Team aus Physikern und Chemikern der TU Dresden einen organsichen Dünnschichtsensor vor, der eine ganz neue Art der Wellenlängenidentifikation von Licht beschreibt und eine spektrale Auflösung unterhalb eines Nanometers erreicht. Als integrierte Bauteile könnten die Dünnschichtsensoren in Zukunft den Einsatz von externen Spektrometern überflüssig machen. Die neuartige Technologie wurde bereits zum Patent angemeldet. Spektroskopie umfasst eine Gruppe von experimentellen Verfahren, die Strahlung nach einer bestimmten Eigenschaft, z.B. Wellenlänge oder Masse,…
Bislang unverstandene quantenmechanische Effekte in Nanosystemen sichtbar zu machen, genauer zu erforschen und gegebenenfalls für Anwendungen nutzbar zu machen, ist Ziel eines neuen Projekts an der Universität Oldenburg. In winzigen Strukturen, die nur aus wenigen Tausend Atomen bestehen, lassen sich viele interessante quantenphysikalische Phänomene erzeugen und beobachten – mit Anwendungsmöglichkeiten etwa in der Photovoltaik, Informationsverarbeitung oder im Energietransport. An der Universität Oldenburg befassen sich mehrere Forschungsgruppen am Institut für Physik und am Institut für Chemie mit Vorgängen in solchen Nanostrukturen….
Die Erkennung von elektromagnetischen Wellen im sogenannten Terahertz-Bereich bleibt eine echte Herausforderung. Forschende der Universitäten Augsburg und Cambridge haben einen neuen physikalischen Effekt entdeckt, der das ändern dürfte. In einer neuen Studie entwickeln sie nun eine Theorie, die den Mechanismus dahinter erklärt. Ihre Erkenntnisse ermöglichen den Bau kleiner, günstiger und höchst empfindlicher Terahertz-Detektoren. Nutzen ließe sich diese etwa in der medizinischen Diagnostik, bei kontaktlosen Sicherheits-Checks oder auch zur schnelleren drahtlosen Übertragung von Daten. Die Ergebnisse der neuen Theorie sind in…
Quantenmaterialien – Verschränkung vieler Atome erstmals entdeckt. Ob Magnete oder Supraleiter: Materialien sind für ihre Eigenschaften bekannt. Doch unter extremen Bedingungen können sich solche Eigenschaften spontan ändern. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Dresden (TUD) und der Technischen Universität München (TUM) hat einen vollkommen neuen Typ solcher Phasen¬übergänge entdeckt. Dort tritt das Phänomen der Quantenverschränkung von vielen Atomen auf – bisher wurde das nur im Bereich weniger Atome beobachtet. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Neues Fell für…
Team unter Göttinger Leiung entwickelt Machine-Learning-Methode. Granulares Material ist überall um uns herum: Beispiele sind Sand, Reis, Nüsse, Kaffee und sogar Schnee. Diese Materialien bestehen aus festen Teilchen, deren Zustand durch mechanische Einflüsse bestimmt wird: Durch Schütteln entstehen „granulare Gase“, während man durch Komprimieren „granulare Feststoffe“ erhält. Ein ungewöhnliches Merkmal solcher Festkörper ist, dass sich die Kräfte innerhalb des Materials auf im Wesentlichen linearen Bahnen konzentrieren, die als Kraftketten bezeichnet werden und deren Form der eines Blitzes ähnelt. (pug) Forscher…
Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) stellt seine Weiterentwicklungen bei den Photonics Days Berlin Brandenburg auf der Konferenz und der begleitenden Ausstellung vor. Die Photonics Days finden am 5. und 6. Oktober 2022 in Berlin Adlershof statt und vernetzen Expert*innen aus den Bereichen Photonik, Optik, Mikrosystemtechnik und Quantentechnologie. Wissenschaftler*innen des Ferdinand-Braun-Instituts sind als Chairs der Sessions „Berlin Laser Tech Symposium“ und „Berlin Quantum Optics Symposium“ aktiv eingebunden. Zudem präsentieren sie die Fortschritte bei Hochleistungsdiodenlasern mit sehr hoher Wiederholrate in einem…
Prof. Dr. Stefan Flörchinger ist neuer Professor für Theoretische Physik und Quantenfeldtheorie der Universität Jena. In seiner Arbeit geht es darum, physikalische Gesetze auf fundamentalster Ebene zu verstehen und weiterzuentwickeln. „Es geht um das fundamentale Verständnis der Natur“ – so beschreibt Prof. Dr. Stefan Flörchinger sein Forschungs- und Tätigkeitsfeld. Er ist neuer Professor für Theoretische Physik und Quantenfeldtheorie am Theoretisch-Physikalischen Institut der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Als theoretischer Physiker geht es ihm im Kern darum, physikalische Gesetze auf fundamentalster Ebene zu verstehen…
Mit dem JWST haben Astronomen, daruter Laura Kreidberg vom MPIA, Infrarotlicht gemessen, das durch die Atmosphäre eines heißen Gasriesen gefiltert wurde. Das Spektrum des Exoplaneten WASP-39 b liefert einige Neuerungen: Die erste offizielle wissenschatlch Beobachtung eines Exoplaneten mit de JWST, das erste detaillierte Spektrum eines Exoplaneten, das diesen Bereich der Nahinfrarotfarben abdeckt und der erste unbestreitbare Nachweis von CO2 in der Atmosphäre eines Exolaneten. Die Ergebnisse zeigen, dass Webb in der Lage ist, Schlüsselmoleküle wie CO2 auf einer Vielzahl von…
An der TU Wien und der Hebräischen Universität Jerusalem wurde eine „Lichtfalle“ entwickelt, in der ein Lichtstrahl sich selbst am Entkommen hindert. Dadurch lässt sich Licht perfekt absorbieren. Egal ob bei der Photosynthese oder in einer Photovoltaik-Anlage: Wenn man Licht effizient nutzen will, muss man es möglichst vollständig absorbieren. Schwierig ist das aber, wenn die Absorption in einer dünnen Materialschicht stattfinden soll, die normalerweise einen Großteil des Lichts durchlässt. Nun fanden Forschungsteams der TU Wien und der Hebräischen Universität Jerusalem…
Start für BMBF-Fördervorhaben an der TU Freiberg Im Rahmen der Projektförderung des Rahmenprogramms „Erforschung von Universum und Materie“ (ErUM) wurde Mitte August ein Projektantrag zum Thema „Untersuchungen des Ladungstransfers an Grenzflächen mittels pikosekunden-zeitaufgelöster Photoelektronenspektroskopie bei Umgebungsdruck“ bewilligt. Großgeräte der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung sind ein wesentlicher Teil der deutschen Forschungsinfrastruktur. Mit dem ErUM Rahmenprogramm zielt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) daher auf eine kontinuierliche Steigerung der Leistungsfähigkeit und Verbreiterung des nutzungsgetriebenen Anwendungsspektrums der naturwissenschaftlichen Großgeräte. Die Projektförderung zur Vernetzung von…
Wolfram-di-Tellurid (WTe2) hat sich zuletzt als vielversprechendes Material zur Realisierung topologischer Zustände bewährt. Diese gelten aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Eigenschaften als Schlüssel für neuartige „spintronische“ Bauelemente und Quantencomputer der Zukunft. Physiker des Forschungszentrums Jülich konnten mittels Untersuchungen am Rastertunnelmikroskop nun erstmals nachvollziehen, wie sich die topologischen Eigenschaften mehrlagiger WTe2-Systeme systematisch verändern lassen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nano Letters veröffentlicht. Topologische Isolatoren wurden unter anderem durch den Physik-Nobelpreis 2016 über Fachkreise hinaus bekannt. Ihre Erforschung steht aber noch recht…
Physikern am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ist es gelungen, mehr als ein Dutzend Photonen auf definierte Weise und effizient miteinander zu verschränken. Damit schaffen sie eine Basis für eine neue Art von Quantencomputern. Um einen Quantencomputer nutzbringend einzusetzen, braucht es eine größere Zahl von speziell präparierten – im Fachjargon: verschränkten – Grundbausteinen für das Ausführen von Rechenoperationen. Ein Team an Physikern am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching hat nun erstmals gezeigt, wie sich das mit Photonen realisieren lässt, die von einem…
Laserphysiker des attoworld-Teams an der Ludwig-Maximilians-Universität und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik haben mit Hilfe eines optischen Resonators die charakteristischen Schwingungen von durch Laserpulse angeregten Molekülen so verstärkt, dass ihre Identifikation auch bei sehr niedrigen Konzentrationen möglich wird. Empfindliche Tiernasen können Spurenpartikel, wie flüchtige organische Verbindungen, in der Umgebungsluft erschnuppern. Der Mensch dagegen entwickelt dafür innovative Technologien, wie etwa die optische Spektroskopie. Dabei wird mit Hilfe von Laserlicht die molekulare Zusammensetzung von Gasen detektiert. Sie eröffnet die Möglichkeit, diese „Riech“-Erfolge sogar…
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