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Teilchen
Die Quantentheorie behauptet, dass der Zustand mikroskopischer Objekte vor einer Messung nicht nur nicht bekannt, sondern völlig unbestimmt ist.
Mit dem Auge sind die winzigen Partikel, nach denen die Teilchenphysik sucht, nicht sichtbar. Erst die haushohen Detektoren erlauben es, das Unsichtbare sichtbar zu machen.
Eine der erfolgreichsten Methoden, um einzelne Teilchen zu manipulieren, beruht auf der Kombination von elektromagnetischen Fallen und Laserkühlung.
Wissenschaftler erforschen mit der „Bose-Einstein-Kondensation“ ultrakalte Gaswolken, deren Atome den gleichen „Quantenzustand“ besetzen.
Ultrakalte Gaswolken, deren Atome den gleichen „Quantenzustand“ besetzen, sogenannte Bose-Einstein-Kondensate, könnten die Entwicklung völlig neuer Technologien anstoßen.
Phänomene wie der Übergang vom Metall zum Isolator sind geprägt von Quanteneigenschaften der Stoffe. Meist müssen diese bei wenigen Grad Kelvin studiert werden.
An den Experimenten ALICE, ATLAS, CMS und LHCb gehen Wissenschaftler offenen Fragen der Teilchenphysik nach.
Bei der Supersymmetrie geht es darum, die strikte Trennung zwischen Materie und Kräften aufzuheben. Der Preis: Die Zahl der Teilchen würde sich verdoppeln.
Das Standard-Modell, die rund dreißig Jahre alte Sammlung der Erkenntnisse über die Teilchenwelt galt lange als ungeschlagen. Aber ein Teilchen ist flüchtig.
Wie man die ganze materielle Welt auf 92 Grundbausteine zurückgeführt hat, ist eines der spannendsten Kapitel in der Geschichte der Wissenschaft.
Das Bild vom Aufbau der Materie von Demokrit (460–371 v. Chr.) bis Bohr (1885–1962)
Anhand von Streuversuchen untersuchen Physiker, wie ein Probenteilchen aussieht. Dabei wird ein Teilchen, das als Sonde fungiert, an der zu untersuchenden Probe gestreut.
1992 gingen die ersten beiden Experimente an der Elektron-Proton-Speicherringanlage HERA in Betrieb: H1 in der Halle Nord und ZEUS im Süden.
Als Bausteine des Atomkerns halten Hadronen die Welt zusammen: Die starke Wechselwirkung zwischen ihnen sorgt dafür, dass Materie so beschaffen ist, wie wir sie kennen. Wer diese subatomaren Vorgänge studieren will, braucht ein besonderes…
Das Handwerkszeug moderner Kernphysiker ist keine graue Theorie: Quarks und Gluonen haben eine Eigenschaft, die die Forscher „Farbe“ nennen.
Röntgenstrahlung eignet sich als Werkzeug und als Sonde für Nanostrukturen.
Röntgenstrahlung eignet sich sowohl als Werkzeug bei der Herstellung von immer kleineren Strukturen als auch als Sonde für Strukturuntersuchungen.
Der Femtosekundenlaser erlaubt es den Forschern, chemische Reaktionen wie in Zeitlupe zu verfolgen und zu beobachten, wie sich die Atome dabei im Molekül verhalten.
Ein Gebiet der Quantenoptik befasst sich damit, ultrakurze Laserpulse zu erzeugen. Forscherteams ist es gelungen, Pulse mit einer Dauer von wenigen Femtosekunden herzustellen.
Der LHC befindet sich am europäischen Teilchenphysikzentrum CERN bei Genf. Er wird die Teilchenphysik der nächsten zehn bis zwanzig Jahre prägen.
Wissenswertes zum European XFEL auf einen Blick: Eigenschaften der Röntgenstrahlung, Standort, Betreiber, Kosten, Ereignisse
Die Röntgenblitze des European XFEL ermöglichen es, chemische Reaktionen mit atomarer Auflösung zu filmen, ebenso wie die Entstehung von Feststoffen.
Im XFEL werden Elektronen auf hohe Energien gebracht und anschließend durch spezielle Magnetanordnungen gelenkt, in denen sie Röntgenlichtblitze aussenden.
Der European XFEL wird hochintensive ultrakurze Röntgenblitze mit den Eigenschaften von Laserlicht erzeugt.
Nach Jahren in den USA kam der Physiker Bjørn Wiik 1971 mit der Idee nach Deutschland, ein überdimensionales Elektronenmikroskop für Protonen zu bauen.
Der HERA-Speicherring bei DESY in Hamburg ist weltweit die einzige Beschleunigeranlage dieser Größe, die mitten in einer Großstadt betrieben wird.
Die Entscheidung für HERA war für DESY in vielerlei Hinsicht Neuland. Zum Beispiel gab es noch keinen Großbeschleuniger mit Supraleitungs-Technologie.
Die starke Bündelung des Laserstrahls, kombiniert mit seiner hohen Lichtintensität, eröffnet ihm überall dort Anwendungsgebiete, wo man masselose Lineale braucht.
0,000 000 000 000 000 001 Sekunden: So unvorstellbar kurz ist eine Attosekunde. Mit solch kurzen Lichtpulsen sollen Vorgänge im Inneren eines Atoms sichtbar werden.
An der neuen Anlage von FAIR wollen Atomphysiker die Eigenschaften von Antimaterie und hoch-geladenen Ionen untersuchen.
Im Urknall sollten Materie und Antimaterie zu gleichen Teilen entstanden sein. Doch wo ist die Antimaterie geblieben? Gibt es im Universum womöglich ganze Galaxien aus Antimaterie?
1995 gelang es erstmals, Atome aus Antimaterie zu beobachten. Antiwasserstoffatome sind bestens geeignet, um die Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie aufzuspüren.
Britische Ingenieure präsentieren den wohl längsten Laser der Welt -- ein 75 Kilometer langes Glasfaserkabel bildet das Herzstück.
Bislang stehen Forschungsgruppen Schlange, wenn sie Atome, Moleküle oder Kristalle per hochenergetischer Röntgenstrahlung untersuchen wollen: Weltweit gibt es nur wenige der riesigen und teuren Synchrotron-Anlagen, die diese Strahlung produzieren.…
Gammastrahlung bildet das kurzwellige Ende des elektromagnetischen Spektrums. Ihre Wellen haben die höchsten Frequenzen und die höchsten Energien.
An das energiereiche Ende des sichtbaren Lichts grenzt die Ultraviolettstrahlung. Sie ist dafür verantwortlich, dass wir in der Sonne braun werden oder T-Shirts im Discolicht leuchten.
Licht aus kontinuierlichen Lasern zeichnet sich durch viele Besonderheiten aus: Es ist einfarbig, verfügt über wohlgeformte Wellenzüge und ist stark gebündelt.
Atome können Licht aussenden – beispielsweise immer dann, wenn sie durch Stöße oder Licht mit zusätzlicher Energie versorgt wurden.
Das nächste große Zukunftsprojekt der Teilchenphysik ist der internationale Linearcollider ILC – ein gewaltiger Linearbeschleuniger.
Der extrem intensive Röntgenstrahl von PETRA III garantiert exzellente Experimentiermöglichkeiten.
In den 1960er Jahren begann man bei DESY, die an Teilchenbeschleunigern erzeugte Synchrotronstrahlung für Forschungszwecke zu nutzen.
Der ILC wird es erlauben, Fragen zur Natur von Materie, Energie, Raum und Zeit sowie zur Dunklen Materie und Energie und zu Extra-Dimensionen zu untersuchen.
Von der Idee zum Weltprojekt: die wichtigsten Meilensteine auf dem Weg zum International Linear Collider ILC.
Werden leichte, geladene Teilchen durch ein Magnetfeld abgelenkt, senden sie tangential zur Bewegungsrichtung elektromagnetische Wellen aus - die Synchrotronstrahlung.
Schon kurz nach ihrer Entdeckung wurde die Röntgenstrahlung in der Medizin genutzt. Heute leistet sie außerdem für Archäologie und Kunst wertvolle Dienste.
Nur ein ganz kleiner Bereich des elektromagnetischen Spektrums ist für das menschliche Auge sichtbar. Zu ihm gehören alle Farben des Regenbogens.
Die Anwendungen von Mikrowellen sind vielfältig: Aufwärmen von Fertiggerichten, Radar, Satellitenfernsehen sowie Beschleunigen von Elektronen in Röntgenlasern.
Am unteren Ende des elektromagnetischen Spektrums liegen die Radiowellen. Sie werden zur Informationsübertragung genutzt.
In Freie-Elektronen-Lasern werden Elektronen auf hohe Energien beschleunigt und in speziellen Magnetanordnungen zur Aussendung intensiver Lichtblitze gebracht.
Mit einem breiten Themenspektrum rund um Wissenschaft und Gesellschaft beginnt heute in München die Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG).
Rund 500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler treffen sich vom 28. bis zum 31. März 2006 an der Universität Dortmund, um über neueste Forschungsergebnisse der Teilchenphysik und die philosophischen Aspekte ihrer Arbeit zu diskutieren.
Physik hinter den Dingen
Tagsüber erscheint der wolkenlose Himmel blau, abends jedoch orange bis rot. Das Geheimnis dahinter liegt in der Art, wie das Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird.
Beim internationalen Linearcollider soll supraleitende Technologie eingesetzt werden, sie hat entscheidende Vorteile gegenüber der normalleitenden Variante.
Ein europäisches Forscherteam hat Hinweise darauf gefunden, dass die fundamentalen Naturkonstanten der Physik sich über kosmologische Zeiträume ändern. Danach war das Verhältnis der Protonenmasse zur Elektronenmasse vor zwölf Milliarden Jahren um…
Mikrowellenherde funktionieren ohne Kontakt zu einer Wärmequelle. Denn hier werden Wassermoleküle durch Mikrowellenstrahlung hin- und hergedreht und erzeugen durch Reibung Wärme.
Wenn Goldionen fast mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander prallen, entsteht eine gewaltige Hitze von bis zu tausend Milliarden Grad, begleitet von subatomaren Trümmerteilchen. Freigesetzte Lichtteilchen liefern wichtige Daten über die herrschenden…
Wenn T-Shirts, Haarschuppen oder Geldscheine in besonderem Licht zu leuchten beginnen, könnte es an fluoreszierenden Bestandteilen liegen.
Physiker entdecken neuen Bindungszustand von Atomen.
CERN-Beirat verkündet Zeitplan für den Large Hadron Collider (LHC)
Je kälter Materie wird, desto exotischere Zustände nimmt sie an. Nahe dem absoluten Nullpunkt bei etwa minus 273 Grad Celsius bilden sich Superatome, so genannte Bose-Einstein-Kondensate.
Max-Planck-Forschungsgruppe an der Universität Hamburg für das Centre of Free Electron Laser Studies beschlossen
Mit dichten Fasernetzen grobe Bilder sehen, das gelang US-Forschern mit ihrer speziellen lichtempfindlichen Faser: Sie erzeugt bei Lichteinfall einen schwachen Strom.
Show und Wissenschaft zwischen Geigenklang und Monsterwelle
Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen einen indirekten Blick auf die "Insel der Stabilität" der Kernphysik zu werfen.
Millimetergenau lassen sie Ärzte in Gehirne schauen und liefern Chemikern wichtige Informationen über ihre Substanzen: Kernspintomographen und die Kernresonanzspektroskopie ist heute aus Medizin und Analytik nicht mehr wegzudenken. Nun sollen sie…
Physiker stellen Komponenten für größten Teilchenspurdetektor fertig
Prof. Karlheinz Meier: "Die größten Experimente, die die Menschheit je gemacht hat" - Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Grundlagenforschung in der Teilchenphysik an der Heidelberger Ruprecht-Karls-Universität
Freie-Elektronen-Laser bei DESY erreicht höchste Leistung bei kleinsten Wellenlängen und dringt ins Wasserfenster vor
In Halbleitern wird der Fluss von Elektronen mit kleinen Schaltspannungen gezielt gelenkt und geregelt. Für Licht können photonische Kristalle diese Steuerung übernehmen.
Tiefkalt ist bisher die Umgebung, um Atome in einem Bose-Einstein-Kondensat in den gleichen Quantenzustand zu bringen. Doch auch bei Raumtemperatur können diese quantenphysikalisch faszinierenden Eigenschaften auftreten.
Die Entwicklung der Quantenfeldtheorie ist eine der großen kulturellen Leistungen des 20. Jahrhunderts. Sie stellt eine Synthese der Speziellen Relativitätstheorie und der Quantentheorie dar.
Gerade mal eine Tausendstel Sekunde hielt Ununoctium 118 im russischen Kernforschungszentrum in Dubna. Zusammen mit amerikanischen Kollegen vom Lawrence Livermore National Lab gaben die Physiker die künstliche Erzeugung des bisher schwersten Elements…
Seit Jahrzehnten untersuchen Physiker die kleinsten Bauteilchen der Materie. Nun hat ein internationales Forscherteam am amerikanischen Forschungszentrum Fermilab in Batavia zwei neue, exotische Konglomerate nachweisen können.
Die Suche nach dem Ursprung der Materie ist das Hauptziel des internationalen Forschungszentrums für Elementarteilchenphysik CERN bei Genf. Nun sollen auch Klimaforscher von den fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigten Bausteinen der Materie…
Es ist winzig klein und besteht nur aus zwei Protonen, zwei Neutronen und zwei Elektronen. Ein bisher unerreicht genauer Einblick in die Dynamik eines schweren Wasserstoff-Moleküls (Deuterium) gelang nun Physikern vom Max-Planck-Institut für…
Das schwerste bislang anerkannte chemische Element hat nun auch einen Namen: Bundesforschungsministerin Annette Schavan taufte am Freitag in Darmstadt das Element mit der Ordnungszahl 111 auf den Namen Roentgenium.
Hauptspektrometer des KArlsruhe TRItium Neutrino Experiments wird nach Reise um Europa im Forschungszentrum Karlsruhe angeliefert.
An Teilchenbeschleunigern stellen Physiker Bedingungen wie kurz nach dem Urknall her. Sollte es dann nicht auch gelingen, Teilchen der Dunklen Materie herzustellen?
Elektronenbeschleuniger werden immer kleiner
Das Element Bor gehört zu den Lieblingen der Materialforscher. Es lässt sich mit allen möglichen Stoffen auf eine Bindung ein -- sei es Titan, Stickstoff oder Kohlenstoff. Aluminium dagegen scheut sich vor dieser Vielfalt, obwohl seine…
Sollte es mehr als drei Raumdimensionen geben, ließen sich an Teilchenbeschleunigern womöglich winzige Schwarze Löcher erzeugen. Die Entdeckung wäre eine Sensation.
Die Entdeckung von winzigen Schwarzen Löchern in Extra-Raumdimensionen wäre eine wissenschaftliche Sensation und würde unser Weltbild revolutionieren.
Die Quantenwelt teilt sich in zwei Familien von Teilchen auf: Bosonen und Fermionen.
Nanotechnik verwirklicht Gedankenexperiment des berühmten Physikers Maxwell nach 135 Jahren
Rasterkraftmikroskope können Elemente analysieren
Rund 700 Kern- und Teilchenforscher treffen sich vom 12. bis 16. März an der Universität Gießen anlässlich eines Kongresses der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Auf der Tagesordnung: Neuestes in Sachen Atomkerne, Quarks und Dunkler…
Jeden Tag passiert es unzählige Male. In zerfallenen Atomkernen oder in Computerchips tunneln Elektronen durch hohe Potenzialberge.
Physiker sagen Stabilität von neuem Molekül voraus
Helmholtz-Allianz "Physik an der Teraskala" bewilligt
Bose-Einstein-Kondensat aus Polaritonen
Intensives Laserlicht kann mit vielen Gasen und Festkörpern erzeugt werden. Winzige Nanokristalle aus so genannten Verbindungshalbleitern könnten die Palette der lichtspendenden Werkstoffe nun erweitern. Doch dafür müssen sie wie gefüllte Pralinen…
Finanzierungskonzept für Startversion des Röntgenlasers XFEL steht / Minister aus den Partnerländern feiern in Hamburg den Startschuss
Neuer Distanzrekord für verschränkte Photonen
Wenn schwere Kerne zusammenstoßen, kann ein neuer Materiezustand entstehen, das Quark-Gluon-Plasma. ALICE soll einen Einblick in die Eigenschaften verschaffen.
Der ALICE-Detektor muss zahlreiche Teilchen nachweisen, wenn der erzeugte Urzustand der Materie, das Quark-Gluon-Plasma, wieder „ausfriert“.
Deutschlands größtes Forschungsinstrument beendet aktive Laufbahn
Freie-Elektronen-Laser filmt in der Nanowelt
Lichtteilchen sind ein flüchtiges Gut. Dennoch lassen sich diese Photonen für Sekundenbruchteile speichern und nun sogar einzeln zählen.
Seit einigen Jahren ist bekannt, dass Neutrinos eine Ruhemasse besitzen. Die bisher einzige Möglichkeit der direkten Massenbestimmung ist der neutrinolose Betazerfall.
Richtet man intensives Laserlicht auf Materie, so werden geladene Teilchen freigesetzt und auf hohe Energien beschleunigt.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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