Laserlicht kann die Eigenschaften fester Materialien radikal verändern und sie sehr schnell supraleitend oder magnetisch machen oder in andere Zustände versetzen. Das intensive Licht bewirkt diese Veränderungen innerhalb von Millionstel Milliardstel Sekunden, indem es die Atomgitterstruktur des Materials „schüttelt“ und die Elektronen in Bewegung versetzt. Aber was genau geschieht auf dieser elementaren Ebene? Wie bewegen sich die Atome und Elektronen tatsächlich? Jetzt hat ein Team von Theoretikern am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg einen neuen Weg…
Physiker entschlüsseln Zusammenspiel von molekularen Maschinen in metallorganischen Gerüstverbindungen. Physikern der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster ist es erstmals gelungen, das dynamische Zusammenspiel einer Klasse von künstlichen molekularen Maschinen – den sogenannten molekularen Shuttles – mithilfe von molekular-dynamischen Simulationen aufzudecken. Die Studie ist in der Zeitschrift “Science Advances” erschienen. Molekulare Maschinen steuern eine Vielzahl grundlegender Prozesse in der Natur. Eingebettet in eine zelluläre Umgebung, spielen sie eine zentrale Rolle beim intra- und interzellulären Transport von Molekülen sowie bei der Muskelkontraktion von…
Nach drei Jahren: ATLAS Detektor besser denn je – auch dank wichtiger Beiträge aus Mainz. Wenn morgen (am 5. Juli) am CERN erstmals wieder Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit im Large Hadron Collider (LHC) kollidieren, dann ist das auch ein ganz besonderer Tag für Physikerinnen und Physiker am Mainzer Exzellenzcluster PRISMA⁺: Sie haben in den letzten drei Jahren wichtige Beiträge zum Ausbau des ATLAS Detektors geleistet, um ihn fit zu machen für die Verarbeitung noch größerer Datenmengen in der dritten Laufzeit…
Vor genau zehn Jahren vermeldeten die Experimente ATLAS und CMS einen durchschlagenden Erfolg: Nicht einmal drei Jahre nach dem Start des Large Hadron Collider (LHC) am CERN war das letzte fehlende Steinchen im Standardmodell der Teilchenphysik gefunden: Das Higgs-Boson, eine Art Botschafter des Higgs-Feldes, das allen Materieteilchen Masse verleiht. Zum Higgs-Geburtstag erscheint am 4. Juli eine Sonderausgabe des Fachjournals Nature. Der 4. Juli 2012 stand ganz im Zeichen des Higgs-Bosons: Die Teilchenphysik jubelte über ihren Erfolg – und es gab…
Forscher verbessern weit verbreitete Simulationsmethode für Hochleistungscomputercluster. Die meisten grundlegenden mathematischen Gleichungen, die elektronische Strukturen beschreiben, sind seit langem bekannt. Allerdings sind sie zu komplex, um sie in der Praxis zu lösen. Dies hat Fortschritte in der Physik, Chemie und den Materialwissenschaften erschwert. Dank moderner Hochleistungscomputercluster und der Etablierung einer bestimmten Simulationsmethode, der Dichtefunktionaltheorie (DFT), hat sich die Lage zwar gebessert. Doch selbst damit sind die modellierten Prozesse oft noch stark vereinfacht. Jetzt ist es Physikern am HZDR gelungen, diese…
Kaiserslauterer Forscher visualisieren Effizienz der optischen Anregung in Festkörpern. Die Wechselwirkung von Licht und Materie sorgt etwa dafür, dass Pflanzen Photosynthese betreiben und Solarzellen Strom erzeugen können. Die Effizienz der Lichtabsorption in Materie wird auf der mikroskopischen Skala durch sogenannte Übergangsdipolmomente bestimmt. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Martin Aeschlimann und Dr. Benjamin Stadtmüller an der TU Kaiserslautern (TUK) hat nun eine Methode entwickelt, um die Orientierung dieser Dipolmomente in Festkörpern sichtbar zu machen. Sie basiert auf der kohärenten Überlagerung von…
Ein Team des Forschungscampus Mittelhessen hat Quasiteilchen nachgewiesen, die sich in selbsterzeugten zweidimensionalen (2D-)Kristallen über zwei Lagen erstrecken. Das berichtet eine Forschergruppe um die Physiker Dr. Arash Rahimi-Iman von der Justus-Liebig-Universität Gießen und Professor Dr. Martin Koch von der Philipps-Universität Marburg im Fachblatt „Scientific Reports“. Die Forschung zu Material, Molekül und Energie gehört zu den Schwerpunkten des Forschungscampus Mittelhessen (FCMH). „Schichtkristalle aus der Familie der zweidimensionalen Halbleiter zählen zu den Nanomaterialien, die eine vielversprechende Grundlage für diverse Einsatzgebiete bieten“, erklärt…
Die NASA-Mission «Double Asteroid Redirection Test» (DART) ist der weltweit erste vollumfängliche Test zur planetarischen Verteidigung gegen mögliche Asteroideneinschläge auf der Erde. Forschende der Universität Bern und des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS zeigen nun, dass der Einschlag der DART-Raumsonde auf ihrem Ziel statt einen relativ kleinen Krater zu hinterlassen den Asteroiden nahezu unkenntlich machen könnte. Vor 66 Millionen Jahren verursachte ein riesiger Asteroideneinschlag auf der Erde wahrscheinlich das Aussterben der Dinosaurier. Zwar ist zurzeit kein bekannter Asteroid eine unmittelbare Bedrohung….
Der Einsatz schwebender Nanoteilchen als Sensoren war bisher durch die Präzision der Positionsmessungen beschränkt. Nun haben Forscher*innen um Tracy Northup an der Universität Innsbruck eine neue Methode präsentiert, bei der für die Positionsbestimmung mittels optischer Interferometrie das Licht des Teilchens von einem Spiegel reflektiert wird. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für den Bau von Sensoren. Schwebende Nanoteilchen sind vielversprechende Kandidaten für neue Sensoren zur Messung extrem schwacher mechanischer, biologischer und chemischer Kräfte. Sie könnten sogar zur Überprüfung der Grundlagen der Quantenphysik…
Zum 50-jährigen Jahrestag der Entdeckung einer engen Verbindung von Sternentstehung in Galaxien und deren Infrarot- und Radiostrahlung haben Forschende am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) nun die zugrundeliegende Physik entschlüsselt. Dazu verwendeten sie neuartige Computersimulationen der Galaxienentstehung mit einer kompletten Modellierung der kosmischen Strahlung. Um die Entstehung und Entwicklung von Galaxien wie unserer Milchstraße zu verstehen, ist es von besonderer Bedeutung, die Menge der neu entstandenen Sterne sowohl in nahen als auch in weit entfernten Galaxien zu kennen. Dabei hilft…
Einer internationalen Forschergruppe unter der Leitung von Arnaud Belloche (MPIfR Bonn) ist der erstmalige Nachweis des Moleküls Iso-Propanol im gelungen, einer auf der Erde als Desinfektionsmittel verwendeten Substanz. Iso-Propanol ist das größte bisher im Weltraum entdeckte Alkoholmolekül und zeigt die zunehmende Komplexität der Mitglieder dieser so häufigen Molekülklasse im Weltraum. Möglich wurde die Entdeckung durch die Beobachtung der Sternentstehungsregion Sagittarius B2 (Sgr B2) nahe dem Zentrum unserer Milchstraße, in der bereits zahlreiche Moleküle nachgewiesen wurden. Sgr B2 ist Ziel einer…
Flüssiges Wasser ist eine wichtige Voraussetzung, damit Leben auf einem Planeten entstehen kann. Wie Forschende der Universität Bern, der Universität Zürich und des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS in einer neuen Studie berichten, könnte Wasser anders als bisher angenommen auch über Milliarden von Jahren auch auf Planeten existieren, die sich stark von der Erde unterscheiden. Dies stellt unsere bisherigen Vorstellungen von potenziell bewohnbaren Planeten in Frage. Das Leben auf der Erde begann in den Ozeanen. Bei der Suche nach Leben auf…
Die Wanderung von Kohlenstoffatomen auf der Oberfläche des Nanomaterials Graphen wurde vor Kurzem erstmals gemessen. Obgleich sich die Atome zu schnell bewegen, um sie direkt mit einem Elektronenmikroskop beobachten zu können, konnte ihr Einfluss auf die Stabilität des Materials nun indirekt bestimmt werden, während das Material auf einer mikroskopischen Heizplatte erhitzt wurde. Die Studie von Forschern an der Fakultät für Physik der Universität Wien wurde in der Zeitschrift Carbon veröffentlicht. Kohlenstoff ist ein essentielles Element für alles bekannte Leben und…
Die zukünftige Entwicklung funktionaler magnetischer Bauelemente, die auf ultraschneller optischer Spinmanipulation basieren, erfordert ein Verständnis der tiefenabhängigen Spindynamik an den Grenzflächen komplexer magnetischer Heterostrukturen. Am Max-Born-Institut in Berlin wurde nun eine neuartige Methode vorgestellt, die eine solche tiefen- und zeitaufgelöste Untersuchung der Magnetisierung ermöglicht. Mithilfe breitbandiger Femtosekunden-Röntgenpulse konnte damit die transiente Entstehung von Magnetisierungsprofilen innerhalb eines magnetischen Dünnschichtsystems verfolgt werden. In der heutigen Informationstechnik bestehen funktionale magnetische Bauelemente in der Regel aus Stapeln dünner Schichten magnetischer und nichtmagnetischer Materialien, die…
Ein internationales Forschungsteam hat nach 60 Jahren vergeblicher Suche erstmals einen neutralen Kern entdeckt – das Tetra-Neutron. Der Kollaboration gelang es, ein isoliertes Vier-Neutronen-System mit geringer kinetischer Relativenergie in einem Volumen entsprechend eines Atomkerns zu erzeugen. Die Forschenden überwanden die experimentelle Herausforderung durch den Einsatz einer neuen Methode: Dabei wurden ein radioaktiver neutronenreicher ⁸He-Strahl und eine schnelle hochenergetische Reaktion mit einem Proton eingesetzt. Das Experiment wurde an der Beschleunigeranlage für radioaktive Strahlen (RIBF) am RIKEN-Forschungszentrum in Japan durchgeführt. Beteiligt an…
Über 20 Jahre hat Prof. Karl Leo über die Realisierung dieses Bauelements nachgedacht, nun ist es Wirklichkeit geworden: Seine Forschergruppe am Institut für Angewandte Physik der TU Dresden hat den ersten, hocheffizienten organischen Biopolartransistor vorgestellt. Damit eröffnen sich völlig neue Perspektiven für die organische Elektronik – sowohl in der Datenverarbeitung und –übertragung, als auch in medizintechnischen Anwendungen. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit sind nun in der führenden Fachzeitschrift „Nature“ erschienen. Die Erfindung des Transistors im Jahre 1947 durch Shockley, Bardeen and…
Rückmeldung
