Ein internationales Wissenschaftsteam um den Astrophysikprofessor Tim Dietrich von der Universität Potsdam schaffte den Durchbruch bei der Größenbestimmung eines typischen Neutronensterns und der Messung der Ausdehnung des Universums. Dazu kombinierten sie Beobachtungsdaten von Neutronenstern-Kollisionen mit kernphysikalischen Berechnungen. Ihre wegweisenden Ergebnisse wurden jetzt im hochrangigen Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlicht. In der modernen Astrophysik nutzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedene Arten von Botensignalen aus dem Weltraum, insbesondere Licht, kosmische Teilchen und Gravitationswellen, um grundlegende Fragen zur Geschichte des Kosmos zu beantworten. Diese „Multi-Messenger-Astronomie“ ist…
Astrophysiker unter Federführung der Universität Bonn haben erstmals einen Gasfaden von 50 Millionen Lichtjahren Länge beobachtet. Sein Aufbau ähnelt frappierend den Vorhersagen von Computersimulationen. Die Beobachtung bestätigt daher auch unsere Vorstellungen von der Entstehung und Entwicklung unseres Universums. Die Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics. Mehr als die Hälfte der Materie in unserem Universum entzog sich bislang unserem Blick. Astrophysiker hatten allerdings eine Vermutung, wo sie sich aufhalten könnte: In sogenannten Filamenten, unvorstellbar großen fädigen Strukturen aus heißem…
Die südafrikanische “National Research Foundation”, vertreten durch das “South African Radio Astronomy Observatory” (SARAO), und die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) begrüßen das „Istituto Nazionale di Astrofisica“ (INAF) als weiteren Partner im MeerKAT-Erweiterungsprojekt (MeerKAT+). Die von SARAO und MPG begründete MeerKAT+ Erweiterung ermöglicht eine Verbesserung sowohl der Empfindlichkeit als auch der räumlichen Auflösung des bereits in Betrieb befindlichen MeerKAT-Teleskopnetzwerks und wird damit ein sehr leistungsfähiges Instrument zur Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien in der Geschichte des Universums darstellen. Das Erweiterungsprojekt MeerKAT+…
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Bern hat ein exotisches System entdeckt, das aus zwei jungen planetenähnlichen Objekten besteht, die sich in sehr grosser Entfernung umkreisen. Obwohl diese Objekte wie riesige Exoplaneten aussehen, bildeten sie sich auf die gleiche Weise wie Sterne. Dies beweist, dass die Mechanismen, die die Sternentstehung antreiben, ungewöhnliche Systeme ohne Sonne hervorbringen können. Sternentstehungsprozesse erzeugen manchmal mysteriöse astronomische Objekte, so genannte Braune Zwerge. Diese sind nicht gross oder heiss genug um als Sterne zu…
Drucken mit einem Tintenstrahldrucker ist Teil unseres täglichen Lebens. Die selbe Technologie findet aber auch komplexere Anwendungen in der Elektronik und bei der Trennung von Proteinen. Diese Anwendungen, die noch vor wenigen Jahrzehnten als futuristisch galten, beruhen auf der Qualität des Druckprozesses, die vom Fluss der “Tinte” durch enge Poren abhängt. Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung haben jetzt den mikroskopischen Mechanismus dieses Flusses aufgedeckt. Der Fluss von Wasser in einem Rohr wird hauptsächlich durch den Durchmesser des Rohres und den…
Forscher der Technischen Universität München (TUM), des Walther-Meißner-Instituts für Tieftemperaturforschung (WMI) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegens (NTNU) in Trondheim haben einen Effekt entdeckt, der einzigartig für den Transport von antiferromagnetischen Anregungen ist. Er eröffnet neue Möglichkeiten zur Informationsverarbeitung mit antiferromagnetischen Materialien. Elementarteilchen tragen einen Eigendrehimpuls, den sogenannten Spin. Für ein Elektron kann der Spin nur zwei bestimmte Richtungen relativ zur Quantisierungsachse annehmen – so lassen sich Spin-Up und Spin-Down-Elektronen unterscheiden. Diese sogenannte inhärente Doppelwertigkeit ist…
Ein internationales Forscherteam hat eine Lichtquelle entwickelt, die ein durchgehendes Spektrum von 340 bis 40.000 Nanometer Wellenlänge liefert. Darüber berichten die Wissenschaftler jetzt in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Nature Photonics. Optische Analysemethoden sind lebenswichtig für unsere moderne Gesellschaft: Sie ermöglichen es, Substanzen in Gasen, Flüssigkeiten sowie Feststoffen schnell und sicher nachzuweisen. Diese Verfahren beruhen darauf, dass Licht in verschiedenen Bereichen des optischen Spektrums mit diesen Stoffen unterschiedlich wechselwirkt. Beispielsweise lassen sich im Ultravioletten Elektronenübergänge direkt beobachten, während Licht im…
Eine breite Palette von Technologien – von Lasern und optischer Telekommunikation bis hin zu Quantencomputern – beruht auf nichtlinearen optischen Wechselwirkungen. Typischerweise werden diese Wechselwirkungen, die es beispielsweise einem Lichtstrahl erlauben seine Frequenz zu ändern, durch Volumenmaterial realisiert. In einer neuen Studie hat nun ein Forschungsteam unter der Leitung der Universität Wien gezeigt, dass auch Strukturen, die um nur eine einzige Schicht von Graphen gebaut sind, starke optische Nichtlinearitäten ermöglichen. Das Team erreichte dies, indem es nanometerkleine Goldbänder verwendete, um…
Europäische Gemeinschaftsanlage plant 2021 wieder Experimente mit Deuterium-Tritium-Plasmen. An dem europäischen Gemeinschaftsexperiment JET – dem Joint European Torus, der weltweit größten Fusionsanlage – in Culham/Großbritannien sind im kommenden Jahr Plasmaexperimente geplant, die Fusionsenergie erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Garching haben intensiv zu den Vorbereitungen beigetragen. JET ist die zurzeit einzige Anlage, die mit dem Brennstoff eines künftigen Fusionskraftwerks experimentieren kann. Im europäischen Fusionsforschungsprogramm hat der Tokamak JET die Aufgabe, Plasmen in der Nähe der Zündung…
Physiker haben eine lang anhaltende Diskrepanz zwischen den gemessenen Geschwindigkeiten interstellarer Sauerstoffatome und anderer Elemente in unserer Galaxie behoben: Ein Unterschied von 380 km/s, den astrophysikalische Messungen der Röntgenabsorption durch Sauerstoffatome ergaben, hatte Astrophysikern Kopfschmerzen bereitet. Bei solchen Geschwindigkeiten könnte sich ein wesentlicher Teil dieses wichtigen Elements im Prinzip von der galaktischen Scheibe verflüchtigen, da die Fluchtgeschwindigkeit aus der Milchstraße vom Sonnensystem aus 580 km/s beträgt. Es bestand der Verdacht auf ein Problem mit den Messungen oder Kalibrierungen, aber man…
Physiker verwenden antiferromagnetischen Rost, um Informationen über große Entfernungen bei Raumtemperatur zu transportieren Sei es bei Smartphones, Laptops oder Großrechnern: Die Informationsübertragung basiert derzeit auf einer einzigen Materialklasse – wie bereits in den Anfängen der Informatik vor etwa 60 Jahren. Eine neue magnetische Materialklasse dagegen könnte die Informationstechnologien auf eine andere Stufe heben: Antiferromagnetische Isolatoren ermöglichen Rechengeschwindigkeiten, die tausendfach schneller sind als bei herkömmlicher Elektronik. Dabei entwickeln sie zusätzlich deutlich weniger Hitze. Die Bauelemente könnten daher auch enger zusammengepackt und…
Ein Forschungsteam aus Italien, Norwegen und Deutschland hat gezeigt, dass sich die Eigenschaften von Molekülen signifikant verändern, wenn sie mit quantisierten elektromagnetischen Feldern in optischen Hohlräumen wechselwirken. Mit Hilfe neuartiger theoretischer Methoden und Computersimulationen weist das Team nach, dass die Chemie von Molekülen im Grund- und angeregten Zustand durch einen Einschluss in einem Hohlraum modifiziert werden kann. Die Forscher zeigen, wie die Modulation der Resonatorfeldfrequenz den Elektronentransfer innerhalb des Systems steuern kann. Ihre neu entwickelte Methodik ist potentiell wichtig für…
… nach optischer Anregung beobachtet Untersuchung von zeitaufgelösten Femtosekunden-Röntgenstreusignalen enthüllt schnellere Dynamik von chiraler im Vergleich zu kollinearer magnetischer Ordnung. Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Universität Siegen, des Forschungszentrums Jülich und des Elettra-Synchrotrons in Triest hat einen neuen Meilenstein für die ultraschnelle Kontrolle des Magnetismus erreicht. Das internationale Team arbeitet an Magnetisierungskonfigurationen, die eine chirale Drehung aufweisen. Chiralität ist ein Symmetriebruch, der beispielsweise in der Natur in Molekülen vorkommt, die für das Leben essenziell sind. Die…
Erst beugen und dann drehen Das Wasser auf der Erde macht unseren Planeten bewohnbar. Dieses speichert die Energie der Sonne und gibt sie in Form von Wärme ab. Eine internationale Forschungskollaboration unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung hat nun gezeigt, dass wie und wie schnell die in den Molekülen gespeicherte Energie in Wärme umgewandelt wird, stark von der Strahlungsenergie selbst abhängt. Die Wissenschaftler*innen fanden heraus, dass die Energie eines gebeugten Wassermoleküls schnell freigesetzt werden kann, indem sich das Wassermolekül in…
Doktorand Felix Witt erhält den Karl-Doetsch-Nachwuchspreis für seine Masterarbeit über die Optimierung eines neuen Hochgeschwindigkeits-Laserhygrometerkonzepts für Flugzeuge. Wasserdampf in der Atmosphäre hat sehr großen Einfluss auf das Klima. Seine räumliche Verteilung lässt sich am besten mit flugfähigen Plattformen wie Flugzeugen messen. Aus diesem Grund arbeitet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) mit dem Institut für Flugführung (IFF) der Technischen Universität Braunschweig eng zusammen, um neue metrologische Konzepte für die Feuchtemessung zu entwickeln und im neuen Forschungsflugzeug der TU Braunschweig (D-ILAB) einzusetzen. Die…
Präzise Messungen der starken Wechselwirkung zwischen stabilen und instabilen Teilchen. Eigentlich müssten sich die positiv geladenen Protonen in Atomkernen gegenseitig abstoßen, und doch halten selbst schwere Kerne mit vielen Protonen und Neutronen zusammen. Verantwortlich dafür ist die sogenannte starke Wechselwirkung. Prof. Laura Fabbietti und ihre Forschungsgruppe an der Technischen Universität München (TUM) haben nun eine Methode entwickelt, bei Teilchenkollisionen am Experiment ALICE am CERN in Genf die starke Wechselwirkung präzise zu messen. Die starke Wechselwirkung ist eine der vier Grundkräfte…
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