Forscher der Leibniz Universität Hannover beobachten die Dynamik von Elektronen erstmals mit langwelligem Licht. Ein internationales Team von Forschenden unter der Leitung von drei Wissenschaftlern des Exzellenzclusters PhoenixD an der Leibniz Universität Hannover haben mit Licht die schnellsten und kleinsten Details der Elektronendynamik in Atomen sichtbar gemacht. Dafür verwendeten sie Wellenlängen, die bisher als viel zu lang und damit ungeeignet für diese Aufgabe galten. „Die Entdeckung wird künftig einen neuen und einfachen Zugang zu den zeitlichen und räumlichen Skalen der…
Observatorium H.E.S.S. zeigt Beschleunigungsprozess so detailliert wie nie. Mit Spezialteleskopen haben Forschende so detailliert in einen kosmischen Teilchenbeschleuniger geblickt wie nie zuvor. Die Beobachtungen mit dem Gammastrahlen-Observatorium H.E.S.S. in Namibia zeigen erstmals den zeitlichen Ablauf des Beschleunigungsprozesses in einer sogenannten Nova, starke Eruptionen auf der Oberfläche eines Weißen Zwergsterns. Dabei entsteht eine Schockwelle, die sich durch das Umgebungsmedium pflügt, subatomare Teilchen mitreißt und diese auf extreme Energien beschleunigt. Erstaunlicherweise scheint die beobachtete Nova RS Ophiuchi aufgrund idealer Voraussetzungen Teilchenbeschleunigung am…
Die intensive Anregung im mittleren Infrarot ist ein leistungsfähiges Instrument zur Steuerung der magnetischen, ferroelektrischen und supraleitenden Eigenschaften komplexer Materialien. Nichtlineare Phononik ist der Schlüssel zu diesem Effekt, da sie bestimmte Atome aus ihrer Gleichgewichtsposition bringt um mikroskopische Wechselwirkungen zu manipulieren. Jetzt haben Hamburger Forscher herausgefunden, dass die Polarisationsumkehr in ferroelektrischem Lithiumniobat (LiNbO3) nicht nur innerhalb des optisch angeregten Volumens, sondern auch in Bereichen fernab vom direkten Licht-„Treffer” auftritt. Die Entdeckung dieser nichtlokalen nichtlinearen Phononik ist in Nature Physics erschienen….
Mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile haben Forscherinnen des Observatoriums Leiden in den Niederlanden zum ersten Mal Dimethylether in einer Planeten bildenden Scheibe nachgewiesen. Mit neun Atomen ist dies das größte Molekül, das bisher in einer solchen Scheibe identifiziert wurde. Es ist zudem ein Vorläufer von größeren organischen Molekülen, die zur Entstehung von Leben führen können. „Anhand dieser Ergebnisse können wir mehr über den Ursprung des Lebens auf unserem Planeten erfahren und somit eine bessere Vorstellung…
Mit Graphen lassen sich elektronische Signale mit extrem hohen Frequenzen energieeffizient verarbeiten. Das Material ist deswegen wichtig für besonders leistungsfähige Bauelemente, die zum Beispiel in Computern oder im Mobilfunk zum Einsatz kommen können. Das Problem: Um mit Graphen solche hochfrequenten Signale zu erzeugen, mussten Physiker*innen bisher auf die Unterstützung riesiger Lasersysteme oder sogar Teilchenbeschleuniger zurückgreifen. Wie sich die Technologie auf winzig kleinen elektronischen Chips realisieren lässt, erforschen Wissenschaftler*innen der Universität Bielefeld, der Bergischen Universität Wuppertal und der Technischen Universität Berlin…
Magnetische Anregungen übertragen Informationen ohne Wärmeverlust. So wie Elektronen durch einen elektrischen Leiter fließen, können auch magnetische Anregungen durch bestimmte Materialien wandern. Solche, in der Physik analog zum Elektron auch „Magnonen“ genannten Anregungen könnten Informationen sehr viel leichter transportieren als elektrische Leiter. Auf dem Weg zu solchen Bauteilen, die deutlich energiesparender und erheblich kompakter wären, hat ein internationales Forschungsteam nun eine wichtige Entdeckung gemacht. Aktuell beruht die Funktion der Mehrheit elektronischer Bauteile auf dem Transport und der Kontrolle elektrischer Ladungen….
Gelungener Technologietransfer von PTB-Entwicklungen in die Industrie Optiken, deren Form deutlich von der Kugelform abweicht, sogenannte Asphären oder Freiformflächen, sind wesentliche Komponenten vieler moderner Abbildungssysteme. Ihre rückführbare Vermessung mit Unsicherheiten im Bereich einiger zehn Nanometer stellt – anders als bei sphärischen Optiken – eine große Herausforderung dar. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat im Rahmen internationaler Projekte mehrere Asphärennormale entwickelt, die die Kalibrierung von Asphären- und Freiformflächenmessgeräten deutlich verbessern. Für ihre Herstellung wurde ein Lizenznehmer gefunden, der demnächst das erste Normal,…
Neue Erkenntnis eröffnet die Möglichkeit, Plasmabeschleuniger als Boosterstufe bei Beschleunigern mit hohen Taktraten einzusetzen Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von DESY-Wissenschaftlern hat am FLASHForward-Experiment erstmals gezeigt, dass es prinzipiell möglich ist, Plasmabeschleuniger mit den in der Teilchenphysik und Photonenforschung üblichen Wiederholraten zu betreiben. So könnten solche hocheffizienten Beschleuniger als Booster-Stufen in bestehenden Anlagen mit hohen Taktraten eingesetzt werden und die Energie der dort beschleunigten Teilchenpakete auf einer kurzen Strecke deutlich erhöhen. Das Team stellt seine Studien in der Fachzeitschrift Nature…
… eine große Zukunft für vielfältige Anwendungen. Andrei Bernevig, Princeton University, USA, Haim Beidenkopf, Weizmann Institute of Science, Israel, und Claudia Felser, Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden, Deutschland, stellen in ihrer neuen Übersichtsarbeit über magnetische topologische Materialien die neuen theoretischen Konzepte vor, die Magnetismus und Topologie miteinander verbinden. Es werden neue magnetische topologische Materialien und potenzielle möglichen Anwendungen in der Spin- und Quantenelektronik identifiziert sowie als Materialien für eine effiziente Energieumwandlung diskutiert. Die Übersichtsarbeit erörtert die Verbindung zwischen…
Um Wasser in den Polarregionen des Monds nachweisen zu können, hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) im Projekt LUVMI-X einen robusten Laser entwickelt. Eingesetzt im Messinstrument der Projektpartner konnte das System bereits erfolgreich an Regolithproben getestet werden. In den Polarregionen des Mondes ist die Wahrscheinlichkeit, flüchtige Bestandteile wie Wasser zu finden, am höchsten, da diese dort gefroren vorliegen. Nachweisen lassen sich diese etwa durch die Methode „Laser-induced breakdown spectroscopy“ (LIBS). Zu diesem Zweck haben die Wissenschaftler:innen der Gruppe Solid-State…
Im Jahr 2020 meldete ein Team unter der Leitung von Astronomen und Astronominnen der Europäischen Südsternwarte (ESO) das der Erde am nächsten gelegene schwarze Loch, das sich in nur 1000 Lichtjahren Entfernung im System HR 6819 befindet. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden jedoch von anderen Forschenden angefochten, darunter auch von einem internationalen Team an der KU Leuven in Belgien. In einer heute veröffentlichten Arbeit haben sich diese beiden Teams zusammengeschlossen, um zu berichten, dass es in HR 6819 tatsächlich kein…
Was der Röntgenblick über eine Kilonova enthüllt. Ein internationales Forschungsteam untersucht die Folgen einer gigantischen kosmischen Explosion mit Hilfe des NASA-Röntgenobservatoriums „Chandra“. Theoretische Physiker der Universität Jena unterstützen die Forschenden dabei, indem sie detaillierte Vorhersagen und Simulationen liefern, die eine Interpretation der Röntgendaten von Chandra erst möglich machen. Seine Ergebnisse veröffentlicht das Team im Fachmagazin „Astrophysical Journal Letters“. Ein internationales Forschungsteam hat möglicherweise den „Schallknall“ einer sogenannten Kilonova entdeckt. So bezeichnet man die gewaltige Explosion, die entsteht, wenn zwei Neutronensterne…
Neue Erkenntnis in der Astronomie: Internationales Team mit Freiburger Beteiligung entdeckt unerwartete Neigung eines Schwarzen Lochs. Forschende weisen nach, dass die Rotationsachse eines Schwarzen Lochs in einem Doppelsternsystem um mehr als 40 Grad gegenüber der Achse der Sternbahn geneigt ist. Prof. Dr. Berdyugina: „Diese Erkenntnis stellt die derzeitigen theoretischen Modelle zur Entstehung Schwarzer Löcher in Frage.“ Wissenschaftlerin Prof. Dr. Svetlana Berdyugina, Professorin für Astrophysik an der Universität Freiburg und Direktorin des Leibniz-Instituts für Sonnenphysik (KIS), hat zusammen mit einem internationalen…
In der Materialforschung erzielt man große Erfolge, indem man Erkenntnisse aus der Topologie nutzt. Ähnliche Werkzeuge lassen sich nun auch auf Laser anwenden. Ein Donut ist keine Semmel. Aus mathematischer Sicht sind das zwei grundverschiedene Objekte: Der Donut hat ein Loch, die Semmel nicht. Einen Kreis, der im Donut rund um das Loch in seiner Mitte herumführt, kann man nicht zu einem Punkt zusammenziehen. Einen beliebigen Kreis innerhalb der Semmel hingegen schon. Die mathematische Disziplin, die sich mit solchen Kategorisierungen…
LOFAR-Himmelskarte birgt wahre Flut an neuen Entdeckungen. Sieben Jahre lang sammelte ein internationales Forschungsteam Radiosignale aus dem All. Die Daten wurden jetzt in Form einer neuen Himmelskarte veröffentlicht. Sie gewähren einen einzigartigen Blick auf die Wunder unseres Universums. 4,4 Millionen Galaxien wurden erstmals im Radiowellenbereich sichtbar gemacht. Eine Million dieser Galaxien war zuvor vollkommen unbekannt. Möglich wurden die Entdeckungen durch das europäische LOFAR-Teleskop, das größte Radioteleskop, das je gebaut wurde. Der Jülicher Höchstleistungsrechner JUWELS, der aktuell schnellste Supercomputer in Europa,…
Astronomen wurden überrascht von einer Quelle mysteriöser Radiostrahlungsausbrüche am Himmel, so genannter schneller Radiobursts, im bisher geringsten Abstand von der Erde. Präzisionsmessungen mit Radioteleskopen haben ergeben, dass die Ausbrüche in einem Kugelsternhaufen, einem System alter Sterne, entstanden sind, und zwar auf eine Weise, die niemand so erwartet hatte. Der Ursprung in der nahen Spiralgalaxie M 81 stellt die der Erde nächstgelegene Quelle von Radioblitzen dar. Die Ergebnisse eines internationalen Teams von Wissenschaftlern, darunter Ramesh Karuppusamy und Uwe Bach vom MPIfR…
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