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Leben
Technik
Extrem poröses Material eignet sich für leichte und flexible Superkondensatoren mit hohen Leistungsdichten.
Vulkane
Durch die Analyse vulkanischen Gesteins haben Forscher abgeschätzt, wie schnell flüssiges Magma aus einem Reservoir im Erdmantel zur Oberfläche aufsteigt.
Universum
Forscher beobachten Wasserkreislauf auf dem Mars: Am Tag steigt Dampf vom Boden auf, nachts schneit es aus dünnen Wolken
Eiskristalle
In der 253. Folge unseres Podcasts erklärt Martin Schneebeli vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung in Davos, wie Schnee entsteht und wie er sich im Lauf der Zeit verändert.
Materie
Kunstprodukt stabiler als das Innere von Muschelschalen – Anwendung für feste, durchscheinende Beschichtungen aus günstigen Rohstoffen möglich.
Statt Computerchips aus Siliziumscheiben herauszuschneiden, setzen europäische Forscher halbleitende Moleküle zu ersten funktionierenden Modulen zusammen
Eine mikrostrukturierte Metallschicht wechselt kontrolliert zwischen amorpher und kristalliner Phase und könnte damit Grundlage für vielseitige Optiken werden.
Erstmals schaltet ein europäisches Physiker-Team Supraleiter auf der Nanoskala an und aus und legen so die Grundlage für völlig neue, extrem leistungsfähige Transistoren
Eingebettete Nanokristalle blockieren dank elektrischer Spannung selektiv Infrarotstrahlung.
Verbunden mit Polymermolekülen lassen sich Flüssigkristalle als Bausteine für kontrolliert verformbare Oberflächen nutzen, die auf Wärme reagieren.
Regenerative Energien
Mithilfe einer neuen elektrostatischen Reinigungsmethode lassen sich Solarmodule von abschattenden Staubschichten befreien.
Selbstreinigende Oberflächen sind keine Zukunftsmusik mehr. Nachdem 1997 Wilhelm Barthlott von der Universität Bonn erstmals über den Lotuseffekt von nanostrukturierten Beschichtungen berichtete, werden mittlerweile zahlreiche Farben und Lacke mit…
Erde
Wenige Wochen vor einem drohenden Vulkanausbruch füllt sich die Magmakammer – ein Zeichen, das in Zukunft für eine kurzfristige Warnung genutzt werden könnte
Sonnensystem
Die Raumsonde Dawn liefert Hinweise auf einen salzhaltigen Wasserozean unter der Oberfläche des Zwergplaneten.
Teilchen
Wissenschaftler bestimmten erfolgreich die Struktur eines Proteins, das sich in einem frei in der Luft schwebenden Flüssigkeitstropfen befand.
Forscher der TU Dresden haben eine miniaturisierte Röntgenquelle entwickelt, die nicht größer als eine 1-Cent-Münze ist. Sobald die Methode ausgereift ist, könnten solche Strahlungsquellen in kleinen Lab-On-Chip-Modulen integriert werden.
Verbesserte Methode erweitert Kristallographie-Verfahren deutlich, um bisher unbekannte Molekülstrukturen entschlüsseln zu können.
Auch am lebenden Hirn entdeckt eine Methode, die mit der Beugung von Röntgenstrahlen arbeitet, die Veränderungen und Ablagerungen im Hirn von Alzheimer-kranken Mäusen
Vor drei Jahren beobachtete Wolken über dem Roten Planeten lassen sich weder durch Staub oder Eiskristalle noch durch Polarlichter erklären.
Neue Theorie könnte ein seit mehr als 25 Jahren ungeklärtes Verhalten beim Phasenübergang erklären.
Flüssigkeit auf porösem Material könnte zum Beispiel Prothesen vor unerwünschtem Bakterienbewuchs schützen.
Neue Materialmischung könnte sich für die Massenproduktion eignen, da sie hohe Wirkungsgrade ermöglicht, die mit der Zeit nur wenig abnehmen.
Leere Gitterplätze nahe der Oberfläche von Eisenoxid erklären, warum Atome daran isoliert haften.
Laborexperimente zeigen, dass die eisenhaltigen Mineralien im Marsgestein auch ohne Wassereinfluss "verrostet" sein könnten
Prototyp eines flexiblen Monitors erzeugt mit eingelagerten piezoelektrischen Nanostäbchen Strom beim Antippen
Neues Kohlenstoffmaterial aus Fullerenen ist ähnlich hart wie Diamant.
Der Verkehr muss sich künftig nicht nur den Ausstoß von Umweltschadstoffen, sondern auch übermäßigen Kraftstoffverbrauch abgewöhnen. Wie helfen Brennstoffzellen?
Chemiker treiben thermoelektrische Werkstoffe durch geschickte Strukturierung und Dotierung zu höheren Wirkungsgraden.
Leitfähigkeit bleibt auf atomarer Ebene erhalten – keine Behinderung durch Quanteneffekt
Zur ultragenauen Messung der Reibungskraft wurde eine Kette aus einzelnen Atomen über einen künstlichen Kristall aus Lichtwellen gezogen.
Reibung ist definiert als der Widerstand, der bei der Bewegung zweier sich berührender Körper auftritt. Doch bislang lässt sie sich nicht exakt berechnen oder vorhersagen.
Physiker können den Einfluss von Materialdefekten jetzt auch bei Raumtemperatur vorhersagen.
Mit nichtlinearen optischen Effekten gelingt es Physikern aus Hannover, das Quantenrauschen eines Infrarotlasers um 90 Prozent zu reduzieren.
Die Mission Stardust ermöglicht es Wissenschaftlern erstmals, interstellare Staubpartikel auf der Erde zu untersuchen.
Das Rastertunnelmikroskop eignet sich nur zur Mikroskopie von elektrisch leitfähigen Materialien, wie Metallen und Halbleitern.
Auf dem langen Entwicklungsweg kontrolliert nun ein neuer, photonischer Kristall Lichtwellen bereits an seiner Oberfläche
Strukturuntersuchungen zeigen Kristalldefekte durch Alpha-Bestrahlung
BMBF-Staatssekretär prämiert Siegerteams des Ideenwettbewerbs Bionik
Penrose-Parkett mit fünfzähliger Symmetrie
Symmetrie
Obwohl Quasikristalle bereits vor 30 Jahren entdeckt wurden, sind viele ihrer Eigenarten noch nicht verstanden. Inzwischen könnten aus einer neuen Art von Quasikristallen Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Um Effekte der Quantenphysik besser zu verstehen, simulieren Forscher verschiedene Quantensysteme mit Atomen in optischen Gittern – und beobachten dabei ein Verhalten der Materie, das unseren Alltagserfahrungen widerspricht.
Winzige Ringe aus dem Supraleiter Strontiumruthenat zeigen exotisches magnetisches Verhalten, das zum Bau von Quantencomputern genutzt werden könnte
Neuer Distanzrekord für verschränkte Photonen
Kristalle "merken" sich den Zustand von verschränkten Lichtteilchen für Bruchteile von Sekunden
Die Natur ist oft zu komplex, um sie in Computermodellen zu imitieren. Einen Ausweg bieten sogenannte Quantensimulatoren.
Quantenpunkte bilden die Grundlage revolutionärer neuer Bauelemente der Elektronik, Optoelektronik und Quanteninformationsverarbeitung.
Als Quantenpunkte bezeichnen Physiker wenige Nanometer große Einschlüsse eines Halbleitermaterials in einem anderen. Damit lassen sich maßgeschneiderte optoelektronische Bausteine erzeugen.
Sind Elektronen in winzigen Strukturen im Nanometer-Bereich eingeschlossen, so zeigen sie einmalige Eigenschaften, die für neuartige Computer oder Halbleiter-Laser genutzt werden könnten.
Gleich zwei amerikanischen Forschergruppen gelang es unabhängig voneinander, Quantenpunkte als Lichtschalter zu benutzen. Damit liegt im Prinzip die für künftige Quantencomputer nötige Hardware vor.
Quantencomputer
Ein neuartiges Zwei-Qubit-System auf der Basis von Quantenpunkten ließ sich mit relativ geringem Aufwand fertigen, programmieren und auslesen.
In einer Tiefe von 650 bis 2800 Kilometern, im so genannten unteren Erdmantel, beeinflussen Quanteneffekte im Eisen die Eigenschaften des Gesteins stärker als bislang gedacht. Zu diesem Schluss kommt ein Team amerikanischer Forscher nach…
Wissenschaftler kühlen Lithiumatome so stark ab, dass sie das von Pauli formulierte Ausschließungsprinzip direkt beobachten können.
Mit extrem kurzen Laserpulsen lässt sich die magnetische Ordnung in speziellen Metalloxiden gezielt und schnell kontrollieren.
Damit geheime Botschaften auch wirklich geheim bleiben, können Sender und Empfänger ihre Nachricht verschlüsseln – beispielsweise mithilfe der Quantenkryptografie.
Dreimal kleiner als die bisherigen Weltrekordhalter sind lesbare Buchstaben aus Kohlenmonoxid-Molekülen – die als Quantenhologramm indirekt lesbar sind
In einem Quantenexperiment verhielten sich Neutronen so, als würden sie sich entlang eines anderen Wegs bewegen als eine ihrer Eigenschaften.
Energiegewinnung
Bereits kleine Temperaturunterschiede genügen, um mit dem Prototyp eines pyroelektrischen Minikraftwerks elektrischen Strom zu erzeugen.
Intensive Lichtpulse entschlüsseln innere, dreidimensionale Struktur von Proteinen und Nanokristallen - Nutzen für Entwicklung neuer Arzneien und der künstlichen Photosynthese
Eine atomare Landkarte soll zeigen, warum eisenbasiertes Material besser leitet, wenn man es mit Ionen bestrahlt.
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…
Das Antiteilchen des Elektrons – das Positron – eignet sich als nanoskopisches Sondenteilchen, mit dem sich selbst einzelne fehlende Atome in einem Kristall nachweisen lassen.
Wetterphänomen über dem Nordpol sorgt für rasanten Abbau des Spurengases - langfristig wird die Ozon-Konzentration in der Atmosphäre wieder steigen
Forscher entwickeln Syntheseverfahren für hauchdünne Schichten aus Nickeloxid-Kristallen, die sich wie Metall und Isolator zugleich verhalten.
"Osmotischer Schock" kann die Produktion vielseitiger Nanostrukturen vereinfachen.
Neues Material für elektronische Schaltkreise
Der vierte Aggregatzustand wird allgemein als Plasma bezeichnet. Plasmen können sehr unterschiedlich beschaffen sein und geben teilweise noch Rätsel auf.
Staubscheiben um junge Sterne herum enthalten Siliziumdioxid-Kristalle, die nur bei hohen Temperaturen entstehen können
Spinon und Orbiton sollen Verhalten von Supraleitern erklären helfen.
Werkstoff wechselt bei besimmter Temperatur zwischen Leiter und Isolator.
Zwei Forschergruppen entschleiern unabhängig voneinander altes Mysterium des Elektromagnetismus
Winzige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff glänzen mit hervorragenden elektronischen Eigenschaften und bieten sich als Nachfolger von Silizium für leistungsfähige Computerchips an. Doch konnten Wissenschaftler bisher nur einzelne Transistoren mühsam aus…
Forscher halten einen zentralen Schritt der Photosynthese erstmals in einem molekularen Film fest.
Wissenschaftler in Jülich und Aachen begründen die Wärmeleitfähigkeit von Phasenwechselmaterialien mit den Bindungsverhältnissen der Atome
Aufnahmen zeigen ungewöhnliche Verformungen der Kristallstruktur, die den hohen Wirkungsgrad dieser Solarzellen erklären könnten.
Der extrem intensive Röntgenstrahl von PETRA III garantiert exzellente Experimentiermöglichkeiten.
Noch vor 150 Jahren konnte sich ein Arzt bei der Diagnose eines Herzleidens nur auf seine Erfahrung verlassen. Heute stellt die funktionelle Bildgebung unsere inneren Organe in hochauflösenden Bildern dar.
Forscher üben den 7,7-millionenfachen Druck der Erdatmosphäre auf das Metall aus, ohne dass sich die Kristallstruktur ändert.
Je größer ein Objekt im Bild erscheinen soll, desto länger das Tele-Objektiv. Diese Faustregel gilt nicht mehr.
Organische Leuchtdioden werden bereits seit einiger Zeit als das Licht der Zukunft gehandelt. Doch es gibt noch Forschungsbedarf.
Chaos und Ordnung
Wenn jemand mit Mathe-Talent über die Erde geht, kann er allenthalben Regelmäßigkeiten entdecken, die sich für eine mathematische Beschreibung anbieten.
3D-Druck
Besondere Druckertinte aus Flüssigkristallen verleiht Objekten aus dem 3D-Drucker farbenfrohen Glanz.
Abstand und Blickwinkel spielen für einen dreidimensionalen Bildeindruck keine Rolle mehr.
Dünne Schichten auf Siliziumwafern zeigen größere Reibung als dicke, obwohl ihre Oberflächen identisch sind.
Untersuchungen mit Synchrotronstrahlungsquellen liefern den Grund für Beschränkungen bei der Herstellung dünner Halbleiterschichten aus einem organischen Material.
Die ESRF ist in erster Linie eine Dienstleistungseinrichtung für Forscher. Insgesamt kommen fast 6000 Besucher jährlich zur Durchführung von Experimenten nach Grenoble.
Quantenphysik
Den Nobelpreis für Physik erhalten dieses Jahr Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenmechanik.
Preise, Politik und Institutionen
Der Physiknobelpreis 2014 geht an Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura für die „Erfindung effizienter blauer LEDs“.
Mit dem Start eines wissenschaftshistorischen Projektes erinnern die Nobelpreisträgertagungen an den 100. Geburtstag ihres Mitbegründers, Lennart Graf Bernadotte: Vorträge, die von Nobelpreisträgern in den vergangenen sechs Jahrzehnten auf den…
Hohe Eisenanteile im Kristallaufbau ermöglichen es Wissenschaftlern, das Material Bismutferrit bei Raumtemperatur zu magnetisieren.
Numerische Simulationen zeigen, dass die Kruste von Sternenleichen erheblich fester ist als bislang vermutet
In den Messdaten des GERDA-Experiments lässt sich kein Signal des extrem seltenen Zerfalls ausmachen. Eine frühere Entdeckungsmeldung ist damit widerlegt.
Nanoporöses Titandioxid bietet eine Grundlage für gleichmäßige Pigmentschichten, die höhere Stromausbeuten ermöglichen.
Extrem dünne Trennschicht hilft, die hauchdünnen Halbleiter-Stapel leichter von der Unterlage zu lösen.
Es verhält sich wie eine Flüssigkeit, besitzt jedoch quantenphysikalische Eigenschaften: das sogenannte Quantentröpfchen oder Dropleton.
Infrarot-Mikroskop macht mechanische Spannungen auf der Nanoskala sichtbar – Leitfähigkeiten winziger Chipstrukturen werden sichtbar
Forscher erzeugen unter hohem Druck erstmals Iridiumhydrid – mögliche Anwendung in Brennstoffzellen.
Magnetspeicher
Der magnetische Zustand von atomar dünnen Schichten aus Chromiodid lässt sich mit geringen Spannungen kontrollieren und damit zum Speichern von digitalen Daten nutzen.
Kristall mit exotischer Symmetrie soll bei einer Kollision von Meteoriten im Weltraum entstanden sein.
Elektrische Leitfähigkeit von Vanadiumoxid lässt sich über Spannungspulse steuern.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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