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Materie
Zementit, eine Verbindung aus Eisen und Kohlenstoff, zeigt in Simulationen ein überraschendes Verhalten.
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
Sonnensystem
Eine neue Analyse des Mondstaubs von Apollo 17 bringt die bislang ältesten Kristalle des Erdtrabanten zum Vorschein – und datiert seine Entstehung neu.
Strukturanalysen mit Röntgenstrahlung bestätigen, dass zwei natürliche Minerale eine poröse Wabenstruktur mit vielen Hohlräumen aufweisen.
Leben
Forscher übertragen selbstorganisierende Kristallisation bei Meeresschwämmen auf künstliche Fasern und erhalten flexibles Biomineral.
Technik
Die Natur ist oft zu komplex, um sie in Computermodellen zu imitieren. Einen Ausweg bieten sogenannte Quantensimulatoren.
Teilchen
Neue Methode kombiniert Röntgenlasertechniken, um die Abläufe in winzigen Proteinkristallen sichtbar zu machen.
Ausgefeilte Methode macht Herstellung flexibler Schaltkreise aus Kunststoffen deutlich schneller, günstiger und liefert bessere Qualität.
Britische Forscher entwickeln elastisches Material, das durch schnelles Rühren flüssig wird - Anwendung als Biosensoren denkbar
Entropie
Das Zusammenpressen und Ausdehnen eines verformbaren Materials bietet eine effiziente Alternative zu heutigen Kühlprozessen.
Die Tiere passen ein Netz aus Nanokristallen in ihrer Haut aktiv an und reflektieren dadurch nur bestimmte Wellenlängen.
Bose-Einstein-Kondensate bestehen aus vielen hunderttausend Atomen. Mit einer solchen Atomwolke kann im Prinzip ein Quantencomputer hergestellt werden.
Bei CMS handelt es sich um einen Vielzweck-Detektor, mit dem die Teilchen, die bei den Kollisionen der Protonen entstehen, besonders gut und umfassend vermessen werden können.
Neue Materialmischung könnte sich für die Massenproduktion eignen, da sie hohe Wirkungsgrade ermöglicht, die mit der Zeit nur wenig abnehmen.
Universum
Astronomen entdecken Forsterit in kühler Gaswolke um einen Protostern - entstanden ist das Mineral nahe an der Sternoberfläche
Forscher entwickeln Syntheseverfahren für hauchdünne Schichten aus Nickeloxid-Kristallen, die sich wie Metall und Isolator zugleich verhalten.
Magnetische Materialien sind technisch seit langem von großer Bedeutung. Dabei müssen die magnetischen Eigenschaften je nach Anwendung unterschiedlich sein.
Untersuchungen mit Synchrotronstrahlung ermöglichen einzigartige Einsichten in das komplexe Wechselspiel der Komponenten des Lebens – wie das der Muskeln.
Erstmals beobachten Forscher, wie sich halbleitende Metalloxide bei Lichteinfall verlängern
Verbunden mit Polymermolekülen lassen sich Flüssigkristalle als Bausteine für kontrolliert verformbare Oberflächen nutzen, die auf Wärme reagieren.
Messungen an der Strahlenquelle HASYLAB zeigen, dass natürliches Methanhydrat aus größeren Kristallen besteht als künstlich im Labor erzeugtes.
Dreidimensionale photonische Kristalle lassen sich aus einem Stück Silizium "schnitzen"
Physiker aus Karlsruhe haben den genauen Mechanismus der Lichtemission von Zufallslasern entschlüsselt. Die Stärke des Lichteinschlusses lässt sich in nanokristallinen Pulvern aus Zinkoxid nachweisen.
Licht verändert Formen. Reagieren Flüssigkristalle und manche Polymergele mit einer langsamen Formänderung auf Lichteinfall, fanden japanische Forscher nun einen rasanten Strukturwandel in Kristallen.
Ein Kristall springt nach heftiger, temperaturbedingter Unwandlung seines inneren Aufbaus in die Luft.
Wer Wasser zu Eis gefrieren will, denkt wohl als letztes an einen Beschuss mit Laserstrahlen. Doch obwohl sich Substanzen durch die intensiven Lichtpulse aufheizen, konnten deutsche und britische Physiker damit Wasser zu Eis gefrieren lassen.
AFP-Proteine senken nicht nur den Gefrierpunkt von Wasser, sie heben auch den Schmelzpunkt von Eis
Intensive Lichtpulse entschlüsseln innere, dreidimensionale Struktur von Proteinen und Nanokristallen - Nutzen für Entwicklung neuer Arzneien und der künstlichen Photosynthese
Mit nichtlinearen optischen Effekten gelingt es Physikern aus Hannover, das Quantenrauschen eines Infrarotlasers um 90 Prozent zu reduzieren.
Forscher haben ein 1929 vorhergesagtes exotisches Teilchen in einem winzigen Kristall entdeckt.
Aktuelle Foto-Handys trumpfen mit immer leistungsfähigeren Megapixel-Bildchips auf. Doch für gute Fotos mangelt es an leistungsfähigen Objektiven, die sich in die kleinen Gehäuse integrieren lassen. Statt starre Kunststoff- und Glaslinsen in eine…
Wissenschaftler in Jülich und Aachen begründen die Wärmeleitfähigkeit von Phasenwechselmaterialien mit den Bindungsverhältnissen der Atome
Ein infraroter Laserpuls verändert kurzzeitig die Struktur eines Materials und senkt dessen elektrischen Widerstand schon bei Raumtemperatur auf Null.
Fehler in den Kristallen eignen sich für die kleinsten Schalteinheiten, die sogenannten Qubits.
Kombiniert mit winzigen Quantenpunkten lässt sich in ersten Prototypen die Farbe des ausgestrahlten Lichts gezielt beeinflussen.
Mikrostrukturen
Forscher fanden im Aufbau von Schneckenschalen Hinweise auf spiralförmige Flüssigkristalle.
Graphenschichten müssen nicht perfekt sein, um in Flachbildschirmen und Schaltkreisen eingesetzt werden zu können.
Kristallbildung
Die genaue Analyse von Salzkrusten zeigt, wie sich deren Kristallisation verhindern lässt, um etwa antike Wandfresken besser zu schützen.
Neue Fertigungsmethode soll zu leistungsfähigen, flexiblen und billigen Schaltkreisen führen
Röntgenstrahlung offenbart überraschende Bewegungen in der kristallinen Akku-Kathode während des Aufladens.
Vulkane
Durch die Analyse vulkanischen Gesteins haben Forscher abgeschätzt, wie schnell flüssiges Magma aus einem Reservoir im Erdmantel zur Oberfläche aufsteigt.
Wird ein Kristall mit kurzen Wellen etwas gekitzelt, verändert er plötzlich seine Eigenschaften
Wissenschaftler beobachten eine Grenzschicht zwischen zwei Flüssigkeiten beim Wachsen.
Bereits in den 1960er Jahren löste Silizium das Germanium als Grundstoff für Transistoren ab. Doch ein neues Verfahren macht Germanium-Transistoren für die Entwicklung schnellerer Chips wieder interessant.
Spröde und körnige Kristalle werden im Nanomaßstab biegsam und flexibel
Einzelne Metallatome wandern in Nanokristalle - neue Materialien für Transistoren, Solarzellen und Leuchtdioden locken
Eiskristalle
Kürzlich entschlüsselte Eisstrukturen erweitern das Phasendiagramm von Wasser und bieten Einblicke in riesige Eisplaneten wie Neptun oder Uranus.
Winzige Diamant-Kristalle könnten künftig Flachbildschirme noch brillianter strahlen lassen - und gleichzeitig ihre Preise senken.
Physik hinter den Dingen
Viele Formen, doch eines haben die Eisberge meistens gemein: Die Kolosse sind strahlend weiß. Manchmal aber werden blaue Eisberge beobachtet, und es gibt sogar grüne Exemplare.
Außerirdischer Eis-Mix zeigt negative lineare Kompressibilität und negative thermische Expansion - Material könnte als Schalter für Nanoelektronik dienen
Akkus
Unterstützt von Künstlicher Intelligenz haben Forschende einen Elektrolyten entwickelt, der nicht flüssig ist wie bei anderen Batterien.
Wissenschaftler untersuchten die atomare Struktur eines intakten Viruspartikels erstmals mit einem Röntgenlaser.
Forscher rekonstruieren räumliche Ansichten mit fast atomarer Auflösung in Flüssigkeit.
Freie-Elektronen-Laser
Physiker beschossen kugelförmige Moleküle aus Kohlenstoffatomen mit Röntgenlaserblitzen und verfolgten das Geschehen in Echtzeit.
Simulationen zeigen, dass aus Flüssigkeiten in elektrischen Feldern auf Knopfdruck feste Kristalle wachsen können.
Die TU München betreibt in Garching die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz, kurz FRM II. Sie gilt als modernste und vielfältigste Neutronenquelle der Welt.
Metalle sind extrem vielseitig. Sie leiten Strom und Wärme, sind bei Raumtemperatur entweder hochfest oder weich wie Butter. Metalle sind mit Abstand die häufigsten Elemente des Periodensystems.
Hochtemperatur-Brennstoffzellen arbeiten bei Temperaturen bis zu 1000 Grad Celsius. Besonders geeignet sind solche Anlagen für kleine stationäre Kraftwerke.
Neues Kohlenstoffmaterial aus Fullerenen ist ähnlich hart wie Diamant.
Die Struktur ihrer Haut erlaubt es einigen Arten, den optischen Effekt der Polarisation zu umgehen – das könnte sie unsichtbar für Fressfeinde machen.
Kristalline Stäbchen aus organischen Makromolekülen führen Beuge- und Streckbewegungen aus.
Forscher erzeugen Farbeffekte mit kontrollierbaren Nanostrukturen, an denen sich das Licht bricht
Mit selbstordnenden Polymeren auf Saphiroberflächen haben Ingenieure eine hohe Strukturdichte mit relativ einfachen Methoden erreicht.
Forscher üben den 7,7-millionenfachen Druck der Erdatmosphäre auf das Metall aus, ohne dass sich die Kristallstruktur ändert.
Neuartige, thermoelektrische Kristalle zeigen dank „flüssiger“ Ionen hohe Wirkungsgrade
Materialwissenschaft
Hauchdünne Eisfasern lassen sich verbiegen und leiten Licht wie Glasfasern.
Wissenschaftler bestimmten erfolgreich die Struktur eines Proteins, das sich in einem frei in der Luft schwebenden Flüssigkeitstropfen befand.
Zur ultragenauen Messung der Reibungskraft wurde eine Kette aus einzelnen Atomen über einen künstlichen Kristall aus Lichtwellen gezogen.
In Halbleitern wird der Fluss von Elektronen mit kleinen Schaltspannungen gezielt gelenkt und geregelt. Für Licht können photonische Kristalle diese Steuerung übernehmen.
Neuer photonischer Kristall könnte zur völlig verlustfreien Datenübertragung über Glasfaserkabel führen
Gleich zwei amerikanischen Forschergruppen gelang es unabhängig voneinander, Quantenpunkte als Lichtschalter zu benutzen. Damit liegt im Prinzip die für künftige Quantencomputer nötige Hardware vor.
Das Edelmetall Iridium fördert beim Entladen die Bildung von stabileren Lithiumsuperoxid-Kristallen.
Beleuchtung steigert die elektrische Leitfähigkeit von Strontiumtitanat um das 400-Fache – Aussichten für bessere Computerchips.
Nanomaterialien
Nanonadeln aus Diamant lassen sich biegen und dehnen wie Gummi und ändern dabei ihre physikalischen Eigenschaften.
Forscher erstellen zeitabhängige Landkarte der Elektronenverteilung in Lithiumhydrid.
Beim SMART-Mikrospektroskop werden durch die innovative Korrektur von Abbildungsfehlern Auflösungen im Nanometerbereich realisiert.
Ultrakalte Gaswolken, deren Atome den gleichen „Quantenzustand“ besetzen, sogenannte Bose-Einstein-Kondensate, könnten die Entwicklung völlig neuer Technologien anstoßen.
Im Prinzip ist es möglich, nicht nur Spermien und Embryonen, sondern ganze Organe und ausgewachsene Menschen schadlos einzufrieren und wieder aufzutauen -- so berichtet ein finnischer Forscher. Bisher gehörte dieses Szenario in den…
Magmaeinschlüsse im Mondgestein ähneln Material aus dem Erdmantel - und stehen im Widerspruch zu Modellen der Mondentstehung.
Eingebettete Nanokristalle blockieren dank elektrischer Spannung selektiv Infrarotstrahlung.
Elektronen zeigen in Halbleiterkristallen bei starker Beschleunigung durch ein elektrisches Feld eine negative träge Masse
Verbesserte Methode erweitert Kristallographie-Verfahren deutlich, um bisher unbekannte Molekülstrukturen entschlüsseln zu können.
Symmetrien
Entdecken Sie in unserer Themensammlung, in welch unterschiedlichen Phänomenen Symmetrien in der Physik eine Rolle spielen.
Die Kontrolle von eigentlich die Stromerzeugung störenden Fehlern - so genannten Kristalliten - in CIS-Zellen könnten zu einer Steigerung des Wirkungsgrads dieser Solarzellen ohne Silizium führen.
Auf dem langen Entwicklungsweg kontrolliert nun ein neuer, photonischer Kristall Lichtwellen bereits an seiner Oberfläche
Stellten die bisher bekannten Hochtemperatursupraleiter ein großes Rätsel der Festkörperphysik dar, so wirft eine neue Klasse von eisenhaltigen Supraleitern noch weitere Fragen auf.
Forscher entwickeln neuen Ansatz, um Werkstoffe, Gase und biologisches Gewebe einfacher mit Wärmestrahlung untersuchen zu können.
Ein Gewitter mit Blitz und Donner erschreckt und fasziniert uns zugleich. Wodurch entstehen Gewitterblitze und wie finden sie ihren Weg zur Erde?
Materialforschung
Im Interview berichtet Wolfgang Wagermaier, warum Knochen so belastbar und bruchfest sind.
Die nussigen Sterne mit der weißen Glasur gehören sicherlich zu den wohlschmeckendsten Klassikern der Weihnachtsbäckerei. Sie werden ohne Mehl hergestellt – und halten trotzdem zusammen.
Ein großes Problem beim sicheren Eislaufen in der freien Natur sind vor allem die dünnen Bereiche, die es an einigen Stellen gibt – besonders unter Brücken.
Simulierte Wabenstruktur aus kreuzenden Laserstrahlen und eingefangenen Kalium-Atomen soll Eigenschaften neuer Materialien vorhersagen helfen.
Forscher beobachten Wasserkreislauf auf dem Mars: Am Tag steigt Dampf vom Boden auf, nachts schneit es aus dünnen Wolken
Mit einem Wirkungsgrad von etwas mehr als 26 Prozent nähert sich ein neuer Prototyp dem theoretischen Limit.
Supraleitende Eigenschaften lassen sich elegant auf dünne Kristallschichten aus Wismuttellurid übertragen
Kombination aus Flüssigkristallen und Nanoteilchen bleibt auch ohne äußeres Feld magnetisch – Phänomen öffnet Weg für neuartige magneto-optische Anwendungen.
Ohne Verunreinigungen erstarrt Wasser erst weit unter Null Grad - Entdeckung hat Bedeutung für Klimamodelle
Neue Zuchtmethode könnte zu besseren Solarzellen, Leuchtdioden und Schaltkreisen führen
Surrende Lüfter und Kühlrippen verhindern heute ein zerstörerisches Aufheizen von schnell getakteten Prozessoren. Aber auf der Wunschliste der Chiphersteller stehen sowohl leisere als auch Platz sparende Alternativen für eine effektive Kühlung.…
Erdgeschichte
Neue Analysen stellen die bisherige Theorie zur Bildung einer relativ leichten kontinentalen Erdkruste in Frage.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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