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Teilchen
Aktuell sammeln Forscher Daten auf der Suche nach dem Higgs-Boson, das bisher nur in der Theorie existiert, aber eine wichtige Rolle im Standardmodell spielt.
Bei der Suche nach dem, was die Welt im Innersten zusammenhält, stießen Forschende in immer kleinere Dimensionen vor, entdeckten neue Teilchen und bislang unbekannte Kräfte.
Nanomechanische Konstrukte legen Basis für neue Sensoren, hochempfindliche Waagen und robuste Schaltkreise für Quantencomputer.
Im Mai 2017 wurde am European XFEL – dem weltweit leistungsfähigste Röntgenlaser – erstmals Laserlicht erzeugt und am 1. September wurde der Freie-Elektronen-Laser offiziell eröffnet.
Die Forschung mit Photonen ermöglicht Einblicke in die belebte und unbelebte Welt von nicht gekannter Präzision.
Das Licht, das wir sehen können, ist nur ein kleiner Teil des sogenannten elektromagnetischen Spektrums.
Obwohl die Erfindung des Lasers im Jahr 1960 auf den Ergebnissen reiner Grundlagenforschung beruht, hat er längst seinen festen Platz in unserem Alltag.
Fliegen geladene Teilchen in einem Magnetfeld um die Kurve, so geben sie Strahlung ab. Diese Strahlung wird heute zu Forschungszwecken genutzt.
Mit den Lichtintensitäten, die moderne Hochleistungslaser erreichen, lassen sich geladene Teilchen auf hohe Energien beschleunigen.
Mit dem HASYLAB zählt das Forschungszentrum DESY zu den weltweit wichtigsten Adressen für die Forschung mit Synchrotronstrahlung.
Im Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB arbeiten Naturwissenschaftler verschiedener Fachrichtungen sowie Industrieunternehmen an unterschiedlichen Fragestellungen.
Physiker analysieren komplexe Dynamik von Elektronen, die bei der Spaltung von Molekülen mit Licht entstehen.
Erhitzt man Materie immer mehr, so entsteht irgendwann ein Plasma. Dieser vierte Materiezustand ist auch für technische Anwendungen von Interesse.
Wie man die Existenz der Atome und Moleküle bewiesen hat, ist eines der spannendsten Kapitel in der Geschichte des menschlichen Geistes.
Quantenmechanische Effekte von Atomen spielen bei vielen Phänomenen eine Rolle, etwa bei der Suprafluidität oder bei Einstein-Bose-Kondensaten.
Teilchenphysik
Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt alle bekannten Elementarteilchen sowie deren Wechselwirkungen. Doch es sind noch einige Fragen offen.
Es gibt überzeugende Hinweise, dass das Standardmodell der Teilchenphysik eines Tages überholt werden muss. Die Physiker haben bereits Konzepte für die Zukunft parat.
Mit Streuversuchen erforschen Physiker die Materie. Die Wahl geeigneter Teilchen und Energien ist dabei ebenso wichtig wie die des richtigen Detektors.
Die großen Experimente ALICE, ATLAS, CMS und LHCb mit ihren hochhausgroßen Detektoren wurden entwickelt, um offene Fragen der Teilchenphysik zu beantworten.
Die Physiker bei ATLAS setzen auf den größten Teilchendetektor, der je an einem Beschleuniger gebaut wurde.
Um den extrem selten wechselwirkenden Teilchen auf die Spur zu kommen, braucht man ausgeklügelte Nachweissysteme. Diese befinden sich meist tief unter der Erde.
15 Jahre lang prallten im Teilchenbeschleuniger HERA bei DESY in Hamburg Elektronen und Protonen aufeinander. Im Sommer 2007 endete die Datennahme.
Mit FAIR entsteht in Darmstadt ein Zentrum für die Forschung mit Ionen und Antiprotonen, das einzigartige Einblicke in die Struktur der Materie ermöglichen wird.
Am GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt entsteht eine neue Beschleunigeranlage, die weltweit einzigartige Experimente ermöglichen wird.
Viele Aspekte der starken Kraft sind bereits erforscht – aber viele Fragen bleiben: zum Beispiel die nach der Art des Zusammenhalts der Quarks in den Kernbausteinen.
Neun Staaten werden FAIR gemeinsam errichten. Sie haben im Oktober 2010 ein entsprechendes völkerrechtliches Abkommen unterzeichnet.
Das nächste gigantische Projekt der Teilchenphysik ist derzeit in Planung: der Internationale Linearcollider ILC.
Mittels eines Miniaturkegels aus Silber lassen sich aus infrarotem Laserlicht ultrakurze, extrem ultraviolette Pulse erzeugen
Am Hochfeldmagnetlabor in Grenoble entdeckten Physiker 1980 den Quanten-Hall-Effekt. Fünf Jahre später erhielt Klaus von Klitzing dafür den Nobelpreis für Physik.
Als Spiegelbild der Materie sollte Antimaterie im Urknall zu gleichen Teilen entstanden sein wie die gewohnte Materie. Doch das Universum scheint nur aus Materie zu bestehen.
Seltene Ereignisse
Vielfältiger Nutzen
Die Prozesse zur Entstehung der Elemente werfen noch immer einige Fragen auf. Zur Beantwortung sind bei FAIR Experimente mit Strahlen radioaktiver Teilchen geplant.
Wie entstanden die Bestandteile der Materie? Wodurch entsteht die Masse der Teilchen – oder warum sind Protonen und Neutronen schwerer als ihre Bestandteile?
Der vierte Aggregatzustand wird allgemein als Plasma bezeichnet. Plasmen können sehr unterschiedlich beschaffen sein und geben teilweise noch Rätsel auf.
Die neue Anlage FAIR wird eine nie dagewesene Vielfalt an Experimenten für hocheffiziente und zugleich kostensparende Spitzenforschung ermöglichen
Forscher bestätigen dynamischen Casimir-Effekt.
Deutsche Institute sind am Aufbau des Belle II-Experiments beteiligt - Betriebsbeginn für 2014 geplant
Sie sind ein mächtiges Werkzeug bei der Erkundung der Naturgesetze und beim Blick ins Innere der Materie: die Teilchenbeschleuniger.
Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse verwenden Forscher Synchrotronstrahlung, um die Elemente in einer Probe zu bestimmen.
Mit bloßen Augen ist die Welt des Allerkleinsten nicht zu erkennen. Deshalb wird mit teils gigantischen Geräten nach dem Prinzip des Streuversuchs die Natur erforscht.
Bislang gibt es keinen eindeutigen experimentellen Nachweis für den extrem seltenen neutrinolosen Doppelbetazerfall. Fände man ihn allerdings, dann wäre klar, dass Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind.
Kühlung durch weniger Entropie ergänzt Werkzeugkasten der Quantenphysiker – Anwendung für Supraleiter und Quantencomputer.
Physiker schlagen Konzept für extrem energiereiche Strahlungsquelle vor.
Physiker bauen eine Zeit-Tarnkappe, indem sie Lichtwellen teilweise abbremsen und beschleunigen.
Forscher erzeugen ultrakurze, sehr reine Röntgenblitze, um Reaktionen auf atomarer Skala zu untersuchen.
Nanozylinder emittiert zuverlässig Infrarot-Licht und könnte zu leistungsfähigen Photonik-Chips führen.
Ergebnisse des Borexino-Experiments könnten zu neuen Erkenntnissen über das Innere der Sonne führen.
Fehler hätten unterschiedliche Effekte auf die Messung – Überprüfung für Mai geplant
Forschergruppe am CERN gelingt Manipulation von Antiwasserstoff mit Mikrowellen.
Molekulare Bewegungen mit einer zeitlichen Genauigkeit von millionstel milliardstel Sekunden aufgenommen.
Neue Technik kann für optische Datenübertragung oder Spektroskopie genutzt werden.
Simulierte Wabenstruktur aus kreuzenden Laserstrahlen und eingefangenen Kalium-Atomen soll Eigenschaften neuer Materialien vorhersagen helfen.
Im ASACUSA-Projekt am CERN suchen Forscher nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie.
Terahertzstrahlen lassen Halbleiter Licht aussenden, das für ultraschnelle, optische Datenverarbeitung geeignet sein könnte.
Forscher zeichnen Quanteninterfernz-Muster von Molekülen im Doppelspalt-Versuch auf.
Eine Wolke aus tiefgekühlten Rubidiumatomen hilft dabei, Laserfrequenzen zu stabilisieren.
Wissenschaftler haben ein erstes einfaches Netzwerk für die Quantenkommunikation entwickelt.
Spinon und Orbiton sollen Verhalten von Supraleitern erklären helfen.
Ein Zeitvergleich zwischen entfernten optischen Atomuhren war bislang ein Problem. Eine viel versprechende Lösung bieten herkömmliche Glasfaserkabel.
Wissenschaftler stellen Quasiteilchen aus ultrakalten Kalium- und Lithiumatomen her.
Freie-Elektronen-Laser eignen sich für hochauflösende Strukturanalysen von Biomolekülen.
Leistungsfähige Kurzpulslaser sollen Protonen erzeugen, die schnell genug sind für die Tumortherapie.
Erstmals funktioniert die Umwandlung von Wärmestrahlung in tausendfach energiereichere Röntgenblitze.
Wissenschaftler verfeinern Verfahren, um ultrakurze Lichtblitze zu erzeugen.
Phasengeschwindigkeit gestreuter Elektronen liefert Information über dreidimensionalen Aufbau mit atomarer Auflösung.
Terahertz-Kamera und Freie-Elektronen-Laser zeichnen Wechselwirkung von Teilchen auf, die aus der Atomhülle emittiert werden.
Neue Methode ermöglicht kontraststarke Abbildung seltener Metallatome.
Neues Teilchen bei 125 GeV in ATLAS und CMS gefunden.
1964 schlugen Wissenschaftler einen Mechanismus vor, nach dem ein bislang hypothetisches Elementarteilchen allen anderen Teilchen ihre Masse verleiht. Wird diese fast fünfzig Jahre alte Idee bald Realität?
Jeannine Wagner-Kuhr vom Karlruhe Institut für Technologie arbeitet am CMS-Experiment am LHC. Auch ihre Gruppe trug zum Fund des neuen Teilchens bei.
Winzige Lichtquelle schafft Basis für die Verschmelzung von Elektronik und Photonik in Computerchips der Zukunft.
Kerstin Tackmann vom Forschungszentrum DESY in Hamburg sucht mit ihren Kollegen im ATLAS-Experiment am LHC nach dem Higgs-Teilchen.
Forscher schickten quantenmechanisch gekoppelte Lichtteilchen über drei Stationen und große Entfernungen.
Dank neuartiger Selbstverstärkung liefern starke Röntgenlaser einen hochfokussierten Strahl, der deutlich schärfere Bilder als bisher ermöglichen soll.
Langjährige Messungen untermauern umstrittenes Phänomen – es könnte als Frühwarnsystem für Sonnenstürme dienen.
Prototyp einer robusten Strahlungsquelle für Mikrowellen kann zu präziseren Messungen in der Astronomie führen.
Mit neuem Verfahren lässt sich experimentell nachweisen, wie einzelne Kräfte bei der Haftung zusammenwirken.
Eine neue Lösung der Maxwellgleichungen beschreibt einen Typ von Lichtstrahl, der sich beugungsfrei ausbreitet – das könnte in der Mikroprozessortechnik Anwendungen finden.
Spezielles Mikroskop erkennt Länge und Art der Verknüpfungen zwischen Kohlenstoffatomen.
Am Anfang waren nur Wasserstoff und Helium. Die schweren natürlich vorkommenden Atome werden in den Sternen produziert – und im Labor geht es noch weiter.
Das schwerste Element, das noch in nennenswerten Mengen in der Natur vorkommt, ist das Uran. Nach und nach erzeugen Wissenschaftler immer schwerere Elemente, die nur für wenige Bruchteile einer Sekunde existieren.
Durch spektrales Multiplexing werden ultraschnelle Aufnahmen vom Aufbau einer Probe möglich.
Viele Quanteneigenschaften widersprechen unserer Alltagserfahrung. Géza Giedke vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik über die Grenze zwischen diesen beiden Welten.
Forscher erreichen extrem hohe Ionisation und können fortan die dazu nötigen Resonanzen in schweren Atomen berechnen.
Physiker finden in Daten des BaBar-Experiments einen eindeutigen Hinweis auf die Verletzung der Zeitsymmetrie auf subatomaren Skalen.
Entdeckung des neuen Teilchens macht es extrem unwahrscheinlich, dass eine vierte Generation von elementaren Materieteilchen existiert.
Neue Erklärung für ungewöhnlich hohe Lichtdurchlässigkeit könnte zu neuen Anwendungen in der Optoelektronik und für Sensoren führen.
Physiker erschaffen ein System, das sich nur mit negativen Temperaturen auf der Kelvinskala beschreiben lässt.
Forscher beobachen Einfang von Myonen in einem Atom und bestimmen damit Konstante aus der Teilchenphysik.
Messungen an exotischen Wasserstoffatomen liefern einen kleineren Wert für den Protonenradius als Messungen an gewöhnlichem Wasserstoff.
Ultrakurze Laserpulse und geschickte Neutralisierung sind das Herzstück der Technik.
Analysemethode könnte Wechselwirkungen von magnetischen Bits in Datenspeichern zeigen.
Der Versuchsaufbau erlaubt außerdem genaue Messungen von äußeren Kraftfeldern.
Neue Methode kombiniert Röntgenlasertechniken, um die Abläufe in winzigen Proteinkristallen sichtbar zu machen.
Physiker schließen wichtige Lücke zwischen Theorie und Praxis, indem sie die Interferenz der Stoßprodukte beobachteten.
Die Bestimmung des magnetischen Moments bestätigt die Symmetrie zwischen Teilchen und Antiteilchen.
Neues Teilchen untermauert Existenz von 4-Quark-Zuständen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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