Radioantennen lauschen auf Neutrinos aus dem Weltall. Im grönländischen Eis lauscht künftig eine weltweit einzigartige Anlage nach extrem schwer fassbaren Teilchen aus dem Weltall: Das Pionier-Projekt „Radio Neutrino Observatory Greenland“ (RNO-G) verwendet eine neue Messmethode, um sehr energiereiche kosmische Neutrinos mit Radioantennen nachzuweisen. An der Forschungsstation Summit Station haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Projekts jetzt die ersten Antennenstationen im Eis installiert. „Neutrinos sind ultraleichte und extrem scheue Elementarteilchen“, erläutert DESY-Physikerin Anna Nelles, die das Projekt mit initiiert hat. „Die…
– angeregt und abgefragt durch extrem ultraviolettes Licht. Physiker der Gruppe um Christian Ott (Abteilung von Thomas Pfeifer) am MPIK haben erstmals eine zeitaufgelöste absorptionsspektroskopische Untersuchung eines kleinen Moleküls allein mit extrem-ultravioletten (XUV) Lichtpulsen demonstriert: die photoinduzierte Strukturdynamik von Diiodmethan. Mittels der kurzen Wellenlänge von XUV-Laserpulsen können einzelne Atome im Molekül über eine wohldefinierte elektronische Anregung gezielt angesprochen werden. Das Experiment wurde am Freie-Elektronen-Laser in Hamburg (FLASH) durch Leitung einer großen internationalen Kollaboration von Wissenschaftsteams durchgeführt. Zwei identische XUV-Pulse mit…
Wissenschafter_innen der Nanoelektronik-Gruppe am Institute of Science and Technology (IST) Austria waren auf der Suche nach einem halben Elektron als Basis für Quantencomputer. Gemeinsam mit Forscher_innen der Universität Kopenhagen und des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) untersuchten sie ein vielversprechendes Experiment. Jedoch mussten sie feststellen, dass die gemessenen Signale sie hinters Licht geführt hatten. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie nun im Journal Science. Quantencomputer versprechen große Fortschritte in vielen Bereichen – von Kryptographie bis zur Simulation von Proteinfaltung. Aber welches physikalische System…
Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht. Solche Wigner-Kristalle wurden bereits vor fast neunzig Jahren vorhergesagt, konnten aber erst jetzt direkt in einem Halbleitermaterial beobachtet werden. Kristalle faszinieren die Menschen seit jeher. Wer hätte nicht schon einmal die komplexen Muster einer Schneeflocke oder die perfekt symmetrischen Oberflächen eines Bergkristalls bestaunt? Der Zauber hört auch dann nicht auf, wenn man weiss, dass sich all dies aus einem simplen Zusammenspiel von Anziehung und Abstossung…
Vor einem halben Jahr meldeten Astronomen der Universität Bonn die Entdeckung eines extrem langen intergalaktischen Gasfadens mit dem Röntgenteleskop eROSITA. In einer neuen Studie haben sie sich nun auf eine interessante Struktur in dem Faden konzentriert, den nördlichen Klumpen. Ihre neuen Beobachtungsdaten belegen, dass es sich dabei um einen Galaxienhaufen mit einem schwarzen Loch im Zentrum handelt. Der Gasfaden ist demnach eine galaktische Materiestraße: Der nördliche Klumpen bewegt sich auf ihr auf zwei weitere riesige Galaxienhaufen zu und wird irgendwann…
Mit starken Laserpulsen erzeugen Physiker des attoworld-Teams am Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München erstmals protonierten Wasserstoff an Nanooberflächen. Eine neue Methode zur Bildung von protoniertem Wasserstoff (H3+) hat die attoworld-Forschungsgruppe „Feldaufgelöste Nanospektroskopie“ unter der Leitung von Prof. Matthias Kling vom Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) und der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), in Zusammenarbeit mit der American University Sharjah, entdeckt. Durch starke Laserpulse lösten die Forscher eine sogenannte bimolekulare Reaktion zwischen Wassermolekülen aus, die an Nanopartikeloberflächen angeheftet waren. Mit diesem Szenario haben…
Ein internationales Team von Wissenschaftler*innen hat ein neues Konzept für die Erzeugung von intensiver extrem-ultravioletter (XUV) Strahlung basierend auf Höherer Harmonischen Generation (HHG) demonstriert. Der Vorteil liegt darin, dass sein Fußabdruck viel kleiner als bei bisher genutzten intensiven XUV-Lasern ist. Das neue Schema ist einfach und könnte in vielen Laboren auf der ganzen Welt umgesetzt werden, was dem Feld der ultraschnellen XUV-Wissenschaft einen Auftrieb verleihen könnte. Die detaillierten experimentellen und theoretischen Ergebnisse wurden in Optica publiziert. Die Erfindung des Lasers…
Forscher um den Quantenphysiker Peter Zoller haben ein Verfahren entwickelt, mit dem bisher kaum zugängliche Größen in Quantensystemen messbar gemacht werden können. Die neue Methode zur Bestimmung des Quantenzustands in Quantensimulatoren reduziert die Zahl der notwendigen Messungen und macht die Arbeit mit Quantensimulatoren deutlich effizienter. Mit einer neueren Generation von Quantensimulatoren sind in wenigen Jahren Erkenntnisse zu erwarten, die mit Hilfe von Simulationen auf herkömmlichen Supercomputern nicht möglich wären. Quantensimulatoren sind in der Lage, sehr viel Information zu verarbeiten, weil…
Wie reproduzierbar sind Messungen in der Festkörperphysik? Ein Forschungsteam mit TUW-Beteiligung analysierte wichtige Messungen neu: Ein angeblich sensationeller Effekt existiert gar nicht. Ein Messergebnis ist noch kein Beweis – das zeigt sich in der Wissenschaft immer wieder. Wirklich verlassen kann man sich auf ein Forschungsergebnis erst dann, wenn es mehrmals gemessen wurde, am besten von unterschiedlichen Forschungsteams, auf etwas unterschiedliche Weise. So lassen sich Irrtümer früher oder später aufdecken. Dass das aber manchmal auch recht lange dauern kann, zeigt eine…
Göttinger Forschungsteam nimmt Mikrotubuli in den Fokus. So wie Skelett und Muskeln den menschlichen Körper bewegen und seine Form stabilisieren, werden auch alle Zellen des Körpers durch ein Zellskelett stabilisiert und bewegt. Im Gegensatz zu unserem Skelett ist dieses Zellskelett eine sehr dynamische Struktur, die sich ständig erneuert und verändert. Es besteht aus verschiedenen Arten von Proteinfilamenten, zu denen die sogenannten Intermediärfilamente und die Mikrotubuli gehören. Einem Forschungsteam der Universität Göttingen ist es zum ersten Mal gelungen, eine direkte Wechselwirkung…
Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen untersucht oberflächliche Magnetisierung. Die Oberfläche eines Materials besitzt häufig Eigenschaften, die sich gravierend von den Eigenschaften innerhalb des Materials unterscheiden. Beispielweise kann ein nicht-leitender Kristall, der eigentlich keine Magnetisierung aufweist, durch die Anordnung der Oberflächenatome eine auf die Grenzfläche begrenzte Magnetisierung besitzen. Diese abweichenden Eigenschaften an Grenz- und Oberflächen von Materialen spielen oft eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung neuer funktionaler Bauelemente wie optoelektronischen Chips oder Sensoren und werden daher intensiv erforscht. Einem internationalen Forschungsteam…
Die Photoemission ist eine Eigenschaft unter anderem von Metallen, die Elektronen aussenden, wenn sie mit Licht bestrahlt werden. Bereits Albert Einstein erklärte diese Elektronenemission nach Lichtabsorption. Aber da es sich bei diesem Effekt insbesondere bei Festkörpern um einen hochkomplexen Prozess handelt, konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dessen Details bisher noch immer nicht vollständig aufklären. Der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Bernd von Issendorff vom Physikalischen Institut der Universität Freiburg ist es nun gelungen, in den Winkelverteilungen von Photoelektronen aus tiefkalten, massenselektierten Metallclustern…
Große Fortschritte in Plasma-Modellierung und -Simulation / Vorhersage statt Interpretation. Eine aktuelle Veröffentlichung aus dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) zur theoretischen Vorhersage einer neuartigen Transportbarriere im Plasma und ihrer anschließenden experimentellen Bestätigung (Physical Review Letters) zeigt beispielhaft, wie dramatisch die Leistungsfähigkeit von Plasma-Simulationen und -Modellierungen in den letzten Jahren gewachsen ist. Ein europaweites Projekt zu Plasmatheorie und Simulation soll diese Entwicklung verstärken. Ziel sind virtuelle Plasma-Modelle als digitale Zwillinge wirklicher Plasmen. Eine neuartige Transportbarriere in Fusionsplasmen, die den magnetischen Einschluss…
Physiker des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben erkundet, wie sich die elektronische Struktur von Materie auf deren Wechselwirkung mit Licht auswirkt. Trifft Licht auf Materie geht das an deren Elektronen nicht spurlos vorüber. Beim so genannten photoelektrischen Effekt werden Lichtteilchen (Photonen) von der Materie absorbiert und dadurch die darin gebundenen Elektronen angeregt oder sogar vollständig emittiert. Wie lange dieser Prozess dauert, wird von der elektronischen Struktur des Materials beeinflusst, die durch die komplexe Wechselwirkung sehr…
Schwachleitende oder nichtleitende Materialien haben Innsbrucker Physiker um Tracy Northup als wichtige Quelle für Störungen in Ionenfallen-Quantencomputern identifiziert. Sie haben eine neue Methode entwickelt, mit der diese Fehlerquelle erstmals quantifiziert werden kann. Um Quantencomputer mit sehr vielen Quantenbits betreiben zu können, müssen solche Störquellen schon in der Entwicklung möglichst vermieden werden. Quantentechnologien basieren auf den quantenmechanischen Eigenschaften von Licht, Elektronen und Atomen. In den vergangenen Jahrzehnten hat die Wissenschaft gelernt, diese Phänomene zu beherrschen und in Anwendungen auszunutzen. So rückt…
Monde sternenloser Planeten können eine Atmosphäre haben und flüssiges Wasser speichern. Münchner Astrophysiker haben berechnet, dass die Wassermenge ausreicht, um Leben auf diesen wandernden Mond-Planeten-Systemen zu ermöglichen und zu erhalten. Wasser ist ein Lebenselixier. Aus ihm entstand auf der Erde Leben und gleichzeitig erhält es das Leben aufrecht. Daher suchen Wissenschaftler nach anderen Wasservorkommen im Universum. Jenseits der Erde konnte allerdings die Existenz von Flüssigwasser noch nicht direkt belegt werden. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass einige Monde in unserem…
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