Forschende am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe haben in Zusammenarbeit mit der Chongqing University und dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik einen Durchbruch im Bereich topologischer Thermoelektrika erzielt. In ihrer in „Nature Materials“ veröffentlichten Studie präsentieren sie eine bahnbrechende Entwicklung in der Thermoelektrik: Durch das Anlegen eines schwachen Magnetfeldes lässt sich die Kühlleistung topologischer Materialien bei niedrigen Temperaturen signifikant verbessern. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Magneto-Thermoelektrik dar, die eine kostengünstige und energieeffiziente Alternative zu herkömmlichen Kühlmethoden sein kann. Wiedererwachtes…
Die Messdaten des ballongetragenen Sonnenobservatoriums machen kleinste Details auf der Sonnenoberfläche sichtbar. Einen einzigartigen, etwa 200 Terabyte umfassenden Datensatz von der Sonne hat das ballongetragene Sonnenobservatorium Sunrise III im Juli dieses Jahres während seines sechseinhalbtägigen Stratosphärenfluges eingefangen. Erste, sorgfältig aufbereitete Bilder hat das Team heute veröffentlicht. Darin lassen sich an der sichtbaren Oberfläche der Sonne kleinste Strukturen von nur 50 Kilometern Größe erkennen. Die Sunrise III-Daten ermöglichen es, Prozesse auf der sichtbaren Oberfläche der Sonne und in ihrer unteren Atmosphäre…
An der Berliner Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II ist es gelungen, die größte magnetische Anisotropie eines einzelnen Moleküls zu bestimmen, die jemals experimentell gemessen wurde. Je größer diese Anisotropie ist, desto besser eignet sich ein Molekül als molekularer Nanomagnet. Solche Nanomagnete besitzen eine Vielzahl von potenziellen Anwendungen, z. B. als energieeffiziente Datenspeicher. An der Studie waren Forschende aus dem Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (MPI KOFO), dem Joint Lab EPR4Energy des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) und dem Helmholtz-Zentrums Berlin beteiligt. Untersucht wurde…
Wie kann ein Team seine Kräfte optimal zuteilen? Konstanzer Physiker um Clemens Bechinger zeigen eine Lösung anhand eines Mikroroboter-Schwarms. Stellen Sie sich vor, Sie wollen mit einer Gruppe von Leuten ein schweres Möbelstück anheben. Die Leistung jedes Einzelnen ist wichtig, aber wie kann man sicherstellen, dass alle ihren Teil dazu beitragen, das Gewicht zu heben? Die Frage nach einer gerechten Lastenverteilung ist nicht nur bei menschlicher Teamarbeit ein kritisches Thema. Auch Roboterschwärme stehen vor diesem Problem. Bei kollektiven Aufgaben hängt…
– neue Berechnung bestätigt Standardmodell der Teilchenphysik. Beitrag der hadronischen Vakuumpolarisation mit zuvor unerreichter Genauigkeit ermittelt. Das magnetische Moment des Myons ist eine wichtige Präzisionsgröße, um das Standardmodell der Teilchenphysik auf den Prüfstand zu stellen. Nach jahrelanger Arbeit hat die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hartmut Wittig vom Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) diese Größe mit der sogenannten Gitter-Quantenchromodynamik-Methode (Gitter-QCD-Methode) berechnet. Ihr Ergebnis, das vor kurzem veröffentlicht wurde, stimmt im Gegensatz zu früheren theoretischen Berechnungen mit den neuesten experimentellen…
Mit einem Blick auf den kosmischen Tanz der Sterne hat ein Team unter der Leitung von Forschenden des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) die komplizierte Struktur unserer Milchstraße entschlüsselt. Unter der Annahme, dass jeder beobachtete Stern eine größere Population von Sternen mit derselben Umlaufbahn repräsentiert, haben sie die Eigenschaften dieser verborgenen Sterne rekonstruiert und damit Lücken im Wissen über unsere galaktische Scheibe gefüllt, die die Geheimnisse der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der Milchstraße birgt. Mit jedem neuen Beobachtungsprogramm und der…
Nachdem die EHT- und GMVA-Radioteleskopnetzwerke die ersten Bilder von Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien aufgenommen haben, sind sie auf dem besten Weg zu zeigen, wie Schwarze Löcher energiereiche Jets ins All schleudern. Ein Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern von OSO (Schweden), Univ. Würzburg und MPIfR konnte nun darstellen, wie mit dem Event Horizon Telescope aufregende Bilder eines supermassereichen Schwarzen Lochs und seiner Jets in der Galaxie NGC 1052 möglich werden. Die Messungen, die mit den beiden Netzwerken…
Messungen mit dem Weltraumteleskop James Webb (JWST) nähren Zweifel an der derzeitigen Vorstellung zur Beschaffenheit des Exoplaneten Trappist-1 b. Bisher galt er als dunkler Gesteinsplanet ohne Atmosphäre, der von einem Milliardenjahre andauernden kosmischen Einfluss aus Strahlung und Einschlägen gezeichnet ist. Tatsächlich scheint das Gegenteil zu stimmen. Die Oberfläche zeigt keine Hinweise für eine Verwitterung, was auf geologische Aktivitäten hindeutet. Alternativ würde auch ein Planet mit einer mit Dunst durchsetzten Atmosphäre aus Kohlendioxid infrage kommen. Die Ergebnisse verdeutlichen die Herausforderungen bei…
Ein internationales Forschungsteam, an dem auch die Bergischen Universität Wuppertal beteiligt ist, hat in dem Material Platinbismut (PtBi₂) eine neuartige Form von Supraleitung nachgewiesen. Die Ergebnisse wurden nun in den renommierten Fachzeitschriften „Nature Communications“ und „Advanced Physics Research“ veröffentlicht. „Unsere Resultate eröffnen beeindruckende Perspektiven für die Grundlagenforschung und zukünftige technologische Anwendungen, etwa im Bereich des Quanten-Computings“, sagt Prof. Dr. Christian Hemker-Heß vom Wuppertaler Lehrstuhl für Kondensierte Materie – Experimentelle Festkörperphysik. Seit ihrer Entdeckung vor über hundert Jahren fasziniert das Phänomen…
Multifrequenz-Kampagne mit dem Radioteleskop Effelsberg und mit mm-VLBI-Arrays enthüllt einen hochenergetischen Gammastrahlen-Ausbruch. Der Schatten des Schwarzen Lochs in der Galaxie M87 wurde im Lauf der letzten Jahre mit einem weltweiten Netzwerk von Radioteleskopen abgebildet. Internationale Messkampagnen werden seit den ersten Beobachtungen jährlich koordiniert. Ein internationales Team hat nun die Ergebnisse einer Messkampagne von M87 aus dem Jahr 2018 veröffentlicht, an der über 25 boden- und weltraumgestützte Teleskope beteiligt waren, die die Radiobeobachtungen mit dem Event Horizon Telescope und dem Global…
Häufiger als bisher gedacht schleudern sonnenähnliche Sterne gewaltige Strahlungsmengen ins All. Auch die Sonne ist zu heftigsten Ausbrüchen fähig. Auf Sternen, die der Sonne ähneln, kommt es im Durchschnitt pro Stern etwa einmal alle hundert Jahre zu einem gigantischen Strahlungsausbruch. Ein solcher Superflare setzt mehr Energie frei als Billionen Wasserstoffbomben und lässt im Vergleich alle bisher aufgezeichneten Sonneneruptionen verblassen. Diese Einschätzung beruht auf einer Bestandsaufnahme von 56450 sonnenähnlichen Sternen, die ein internationales Forscherteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS)…
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Lukas Bruder von der Universität Freiburg kontrolliert erstmals hybride Elektron-Photon Quantenzustände in Helium-Atomen. Die Kontrolle dieser speziellen Quantenzustände wurde durch die Pulsformung sehr intensiver, extrem-ultravioletter Strahlung ermöglicht. Diese Methode eröffnet nicht nur, quantenmechanische Effekte in Atomen und Molekülen zu untersuchen, sondern auch chemische Reaktionen zu steuern. Einem internationalen Team von Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Dr. Lukas Bruder, Nachwuchsgruppenleiter am Physikalischen Institut der Universität Freiburg, ist es gelungen, hybride Elektron-Photon Quantenzustände in…
Ein neues Modell verdeutlicht wie molekulare Wechselwirkungen Ordnung in aktive Systeme bringen. Nicht-reziproke Wechselwirkungen können die Ordnung in einem aktiven System erhöhen. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie der Abteilung für Physik lebender Materie am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS). Die Wissenschaftler erstellten ein Modell, das die entstehenden Muster je nach Grad der Nicht-Reziprozität in einem aktiven System beschreibt. Lebende Materie weist häufig Eigenschaften auf, die in einfacheren physikalischen Systemen nicht vorhanden sind. Ein typisches Beispiel ist die…
Zerfall von nackten Thallium-205-Ionen enthüllt Geschichte über Millionen von Jahren. Die Sonne, der lebenserhaltende Motor der Erde, erzeugt ihre gewaltige Energie durch den Prozess der Kernfusion. Gleichzeitig setzt sie dabei einen kontinuierlichen Strom von Neutrinos frei – Teilchen, die als Boten für ihre innere Dynamik fungieren. Obwohl moderne Neutrinodetektoren das gegenwärtige Verhalten der Sonne enthüllen, bleiben bezüglich ihrer über Millionen von Jahren andauernden Stabilität wesentliche Fragen bestehen – ein Zeitraum, der die menschliche Evolution und bedeutende Klimaveränderungen umfasst. Antworten darauf…
Forschende der Technischen Hochschule Brandenburg untersuchen im Projekt JACKS mit Hilfe eines Raketenfluges das Verhalten von granularen Gasen. Um Punkt 6 Uhr morgens ist am Dienstag, 26. November 2024, der SubOrbital Express-4 in den verschneiten Himmel Nordschwedens aufgestiegen und hat dabei eine maximale Höhe von über 250 Kilometern erreicht. Mit an Bord hatte die rund zwölf Meter hohe und gut 2,5 Tonnen schwere Forschungsrakete sechs wissenschaftliche Experimente – darunter auch eines aus dem Projekt JACKS der Technischen Hochschule Brandenburg (THB)….
Ein Physikteam der Universität Würzburg (JMU) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat ein Experiment umgesetzt, mit dem sich ein Standard für elektrischen Widerstand hochpräzise bestimmen lässt. In der industriellen Produktion oder in der Elektronik ist die präzise Messung des elektrischen Widerstands unerlässlich – zum Beispiel bei der Herstellung von Hightech-Sensoren, Mikrochips und Flugsteuerungen. „Hier kommt es auf exakte Daten an, denn schon kleinste Abweichungen können diese komplexen Systeme erheblich beeinträchtigen“, erklärt Charles Gould, Physikprofessor am Institut für Topologische Isolatoren der…
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