Künstliche Intelligenz liefert Einblicke in die Funktion von Biomolekülen. Eine neue Analysemethode liefert bislang unerreichbare Einblicke in die extrem schnelle Dynamik von Biomolekülen. Das Entwicklerteam um Abbas Ourmazd von der University of Wisconsin Milwaukee und Robin Santra von DESY stellt die clevere Kombination aus Quantenphysik und Molekularbiologie im Fachblatt „Nature“ vor. Die Forscherinnen und Forscher haben damit verfolgt, wie das photoaktive gelbe Protein (photoactive yellow protein, PYP) in weniger als einer billionstel Sekunde seine Struktur ändert, nachdem es durch Licht…
Ergebnisse in Ultrafast Science veröffentlicht… Ein internationales Forscherteam aus Deutschland, China, Israel und Vietnam hat die sogenannte Attosekunden-Kollisionsdynamik von Elektronen mit benachbarten Atomen in Festkörpern entschlüsselt. Damit ist es ihnen erstmals gelungen, Struktur und Dynamik von gewissen in der Bandstruktur verschlüsselten Informationen zu identifizieren. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift „Ultrafast Science“ veröffentlicht, einem neuen Partner-Journal des renommierten „Science“-Magazins. In ihren Simulationen haben die Wissenschaftler mit „Harmonischen hoher Ordnung“ (HHG) gearbeitet. Auf dem Gebiet der Physik wird damit eine…
Der Mond war vor 3,9 Milliarden Jahren einem schweren Bombardement mit Asteroiden ausgesetzt. Der Ursprung dieses Bombardements war aber bisher ungeklärt. Durch Isotopenmessungen an Mondgesteinen konnten Planetologen der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster jetzt zeigen, dass das Bombardement des Monds auf kontinuierliche Einschläge von Asteroiden zurückgeht, die aus der Hauptphase der Erdentstehung übriggeblieben sind. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Science Advances“ veröffentlicht. Einschläge von Asteroiden haben zahlreiche Krater auf der Mondoberfläche hinterlassen. Altersbestimmungen an Mondgesteinen deuten darauf…
Akustische Manipulation von Elektronenspins könnte zu verbesserter Quantenkontrolle führen. Farbzentren sind Gitterdefekte in Kristallen, die ein oder mehrere zusätzliche Elektronen einfangen können. Der Spin dieser Elektronen reagiert sehr empfindlich auf äußere elektrische und magnetische Felder – und auf Schall. Forscher*innen des Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik in Berlin, des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und des Ioffe-Instituts in St. Petersburg berichten jetzt in Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.abj5030) über die gezielte Schallwellen-Manipulation von Elektronenspins im Grund- und im angeregten Zustand. Ihr Ansatz öffnet den Weg…
Einem internationalen Team ist es an der Vektormagnetanlage VEKMAG an BESSY II gelungen, eine ungewöhnliche ferromagnetische Eigenschaft in einem zweidimensionalen Material nachzuweisen: eine sogenannte Anisotropie der leichten Ebene („easy-plane“). Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von energieeffizienten Informationstechnologien weiter beflügeln und sind nun im renommierten Fachmagazin Science veröffentlicht. Die feinsten Werkstoffe der Welt sind so dünn wie ein einzelnes Atom. Solche zweidimensionalen oder 2D-Materialien – besonders bekannt ist das aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoff-Atomen bestehende Graphen – elektrisieren Forscherteams weltweit….
Ultrakurze Lichtblitze präzise und schnell kombiniert… Ultrakurze Lichtblitze dauern weniger als eine Billiardstel Sekunde und haben eine wachsende technologische Bedeutung. In Laserquellen können statt einzelner Blitze auch Paare und Gruppen von Lichtblitzen entstehen. Ähnlich wie die chemisch gebundenen Atome in einem Molekül sind sie miteinander verkoppelt, ihre kurzen zeitlichen Abstände können eine hohe Stabilität aufweisen. Forscher*innen der Universitäten Bayreuth und Konstanz haben jetzt eine Ursache für die stabile Kopplung ultrakurzer Lichtblitze entdeckt und einen Weg gefunden, ihre Abstände gezielt und…
Mit dem Bau von 4MOST, einem Instrument für spektroskopische Himmelsdurchmusterungen, in vollem Gange, ist das erste große Teilsystem auf dem Babelsberger Campus des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) eingetroffen und wird nun ausgepackt und montiert. Das Faserpositionierungssystem AESOP wird sicherstellen, dass die optischen Fasern von 4MOST in der Lage sind, das maximale Licht von astronomischen Objekten wie Sternen und Galaxien zu sammeln. Das 4-Meter-Multi-Object Spectroscopic Telescope 4MOST ist eine Durchmusterungsanlage, die für das Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy…
Sogenannte sterile Neutrinos waren mehr als zwei Jahrzehnte lang eine vielversprechende Erklärung für Anomalien, die in früheren physikalischen Experimenten beobachtet wurden. Erste Ergebnisse der internationalen MicroBooNE-Kollaboration, an der auch die Universität Bern beteiligt ist, geben nun aber keinen Hinweis darauf, dass die theoretischen Elementarteilchen tatsächlich existieren. Dank diesem wichtigen Nullresultat können die Forschenden nun weitere Hypothesen untersuchen. Neben Photonen sind Neutrinos die am häufigsten vorkommenden Elementarteilchen im Kosmos. Ihre Rolle etwa bei der Entwicklung des Universums ist von grosser Bedeutung…
Die EPTA-Kollaboration berichtet über das Ergebnis einer 24-jährigen Kampagne mit den fünf größten europäischen Radioteleskopen, die zu einem möglichen Signal des Gravitationswellenhintergrunds im Nanohertz-Bereich geführt hat. Die Kollaboration umfasst die großen europäischen Institute, darunter das MPIfR in Bonn mit dem 100-Meter-Teleskop Effelsberg, sowie Forschergruppen, die auf die Datenanalyse und die Modellierung von Gravitationswellensignalen spezialisiert sind. Obwohl ein eindeutiger Nachweis damit noch nicht gelungen ist, bildet es doch einen wichtigen Schritt dahin, erstmals Gravitationswellen bei sehr niedrigen Frequenzen im Nanohertz-Bereich aufzuspüren….
Nickelate gelten als neuer Hoffnungsträger für künftige Supraleitungs-Technologien. An der TU Wien gelang es nun erstmals, ihre elektronische Struktur präzise zu erklären. Auch nach über 30 Jahren Forschung gehört die Hochtemperatur-Supraleitung immer noch zu den großen ungelösten Rätseln der Materialphysik. Der genaue Mechanismus, der auf atomarer Ebene dazu führt, dass bestimmte Materialien auch bei relativ hohen Temperaturen elektrischen Strom immer noch völlig ohne Widerstand leiten, ist bis heute nicht vollständig geklärt. Vor zwei Jahren wurde eine neue Klasse vielversprechender Supraleiter…
Der WASA-Detektor bei GSI/FAIR… Mit dem WASA-Detektor wird bei GSI/FAIR gerade ein besonderes Instrument aufgebaut. In der kommenden Experimentierzeit der FAIR-Phase 0 in 2022 sollen damit am Fragmentseparator FRS sogenannte Hyperkerne erzeugt und untersucht werden. Dazu wird der tonnenschwere Aufbau in einer aufwändigen Prozedur in die Forschungsanlage eingebaut. Die wissenschaftliche Bedeutung der geplanten Experimente mit Hyperkernen zeigt auch ein aktueller Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift „Nature Reviews Physics“, an dem GSI/FAIR-Forschende federführend beteiligt sind. Ganz besonderen exotischen Atomkernen wollen die Wissenschaftler*innen…
Genauer geht‘s nicht! Die Luftfeuchtigkeit zu messen ist in vielen Bereichen wichtig. Herkömmliche Sensoren in Hygrometern schaffen es bislang jedoch nicht, einen sehr niedrigen Wasserdampfgehalt zu bestimmen. Physiker:innen der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Technischen Universität Juri Gagarin/Russland haben nun einen neuen Sensor entwickelt. Er erkennt selbst kleinste Mengen Wassermoleküle, die auf seine Oberfläche sinken. Basis des Detektors sind hochleitfähige Materialien, so genannte MXene. Eine gute Raumluft ist nicht nur für die Gesundheit wichtig. Auch in der Produktion oder im…
Molekulare Grenzflächen, die zwischen Metallen und molekularen Verbindungen gebildet werden, bieten ein großes Potenzial als Komponenten für zukünftige opto-elektronische und spinelektronische Geräte. Porphyrin-Moleküle sind ein vielversprechender Baustein für solche Grenzflächen. Prof. Mirko Cinchetti, Dr. Giovanni Zamborlini und Henning Sturmeit von der Fakultät Physik der TU Dortmund haben nun in einer internationalen Forschungsgruppe wichtige Eigenschaften des Moleküls erforscht und es somit einer praktischen Anwendung nähergebracht. Ihre Ergebnisse präsentierten sie jüngst in der renommierten Fachzeitschrift „Small“. Die Menge der Daten wächst und…
Schwarze Löcher geben Blasen, Ringen und intergalaktischen Rauch-Filamenten ihre Form. Ein internationales Team unter Beteiligung der Universität Hamburg hat zum ersten Mal die Entwicklung von heißem Gas beobachtet, das von einem aktiven Schwarzen Loch stammt. Diese Strukturen, die stark an Rauchfahnen von Vulkanausbrüchen erinnern, konnten in einem noch nie dagewesenen Detailreichtum und auf einer Zeitskala von hundert Millionen Jahren beobachtet werden. Die dabei entstandene Studie konzentrierte sich auf das System Nest200047 – eine Gruppe von etwa 20 Galaxien in rund…
Magnetische Festkörper können mit einem Laserpuls entmagnetisiert werden. Nach diesem Prinzip funktionieren HAMR-Speicher, die bereits auf dem Markt sind. Die mikroskopischen Mechanismen der ultraschnellen Entmagnetisierung sind allerdings noch nicht vollständig geklärt. Ein HZB-Team hat an BESSY II eine Methode entwickelt, um einen dieser mikroskopischen Mechanismen quantitativ zu erfassen. Damit konnten sie nun das Element Gadolinium untersuchen, dessen magnetische Eigenschaften durch Elektronen sowohl auf der 4f- als auch auf der 5d-Schale verursacht werden. Das Verständnis dieser Mechanismen ist für die Entwicklung…
… zu den ungewöhnlichen Magnetfeldern von Uranus und Neptun. Tausende Grad heißes Eis? Wie es bei millionenfachem Atmosphärendruck entsteht und warum dieses leitende superionische Eis bei der Erklärung der ungewöhnlichen Magnetfelder der Gasplaneten Uranus und Neptun hilft, hat u.a. Sergey Lobanov vom GFZ Potsdam in Nature Physics publiziert. Eis ist nicht gleich Eis. Die feste Form von Wasser kommt in mehr als einem Dutzend verschiedener – mal mehr, mal weniger kristalliner – Strukturen daher, je nachdem, welche Bedingungen aus Druck…
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