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Materie und Material
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Was der Satz vom Igel über Flussschläuche in Supraleitern sagt
In einem starken Magnetfeld bilden Hochtemperatursupraleiter Flussschläuche à dünne Kanäle, in denen das Feld den Supraleiter durchdringen kann. Diese parallelen Schläuche ordnen sich meist in regelmässigen Mustern an. Nun haben zwei Physiker gezeigt, dass eine solche Anordnung von der Richtung des äusseren Magnetfelds abhängen muss. Grundlage dieser Ergebnisse ist eine mathematische Aussage, die als Satz vom Igel bekannt ist.
Magnetische Monopole auf Wanderschaft
Seit Jahrzehnten suchen Forschende nach magnetischen Monopolen à einzelnen magnetischen Ladungen, die sich wie einzelne elektrische Ladungen alleine bewegen könnten. Nun ist es einem Team von Forschenden des Paul Scherrer Instituts und des University College Dublin gelungen, Monopole als Quasiteilchen in einer Anordnung von nanometergrossen Magneten zu erzeugen und ihre Bewegung unmittelbar zu beobachten.
Neue Karriere für lebenswichtiges Biomolekül möglich
Porphyrin, das als Teil des Hämoglobins den Sauerstofftransport im Blut möglich macht, könnte in leicht veränderter Form auch in technischen Geräten Verwendung finden. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der Universität Basel haben gezeigt, dass sich eine magnetische Eigenschaft des Moleküls chemisch ein- und ausschalten lässt, so dass dieses als winziger Schalter dienen könnte.
Universelles Gesetz für Veränderungen in Werkstoffen gefunden
In vielen wichtigen Werkstoffen findet man mehrere Phasen. Wird ein solcher Werkstoff erwärmt, können Atome von der einen Phase zur anderen wandern, so dass sich die Verteilung der Phasen ändert à und damit oft die Eigenschaften des Werkstoffs. Nun haben Forschende für einen wichtigen Fall einer solchen Veränderung gezeigt, dass es eine universelle Gesetzmässigkeit gibt, die den Vorgang beschreibt. Und zwar für alle Werkstoffklassen.
Halbleiter aus Kunststoff besser verstehen
Halbleiter aus Polymermaterialien dürften in Zukunft immer mehr Bedeutung für die Elektronikindustrie bekommen à etwa als Grundlage von Transistoren, Solarzellen oder Leuchtdioden. Meist bestehen sie nicht aus einer einzelnen Substanz, weil sich ihre besonderen elektrischen Eigenschaften oft erst dann ergeben, wenn man mehrere verschiedene Polymere miteinander mischt. Forschende des Paul Scherrer Instituts und der Universität Cambridge ein Verfahren entwickelt, mit dem sie den detaillierten Aufbau des Materials sowohl im Inneren als auch an der Oberfläche bestimmen können.
Proton kleiner als gedacht
Das Proton à einer der Grundbausteine der Materie à ist kleiner als bisher angenommen. Das haben Experimente eines internationalen Forschungsteams bewiesen, die am Paul Scherrer Institut PSI im schweizerischen Villigen durchgeführt worden sind.
Kollisionen mit unerreichter Energie dank Technologie aus dem Paul Scherrer Institut aufgezeichnet
Am CERN konnten erstmals Kollisionen von Teilchen mit der höchsten Energie, die Menschen je erzeugt haben, vermessen werden. Sie wurden vom CMS-Experiment am CERN aufgezeichnet, zu dem das PSI eine der Schlüsselkomponenten, den zentralen Pixeldetektor, beigesteuert hat. Unerwartet schnell führten diese Daten nun zur ersten wissenschaftlichen Veröffentlichung – Ergebnis der Zusammenarbeit von 3000 Forschenden und Ingenieuren aus fast 40 Ländern an diesem gigantischen Experiment.
Magnetspeicher der neusten Generation sind 100 000 mal schneller als herkömmliche Festplatten
Computer-Festplatten könnten bald ausgedient haben: Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI und der Universität Konstanz haben neuartige Magnetbänder untersucht und gezeigt, dass sie nicht nur sehr hohe Speicherdichten, sondern auch viel schnellere Zugriffszeiten als heutige Speichermedien zulassen. Leiter der Studie war Mathias Kläui, der am 1. April eine von der ETH Lausanne und dem PSI gemeinsam finanzierte Professur antritt.
Nutzerdienst – Service für die Forschergemeinde
Neutronen, Synchrotronlicht und Myonen sind für Forschende vieler Disziplinen äusserst nützlich. Mit diesen Sonden lässt sich der Aufbau von Kristallen entschlüsseln, sie helfen beim Verständnis magnetischer Vorgänge oder klären Strukturen biologischer Materialien auf. Gleichzeitig ist es mit einem so grossen Aufwand verbunden, diese Sonden zu erzeugen, dass die meisten Forschergruppen am eigenen Institut keine Neutronen-, Myonen- oder Synchrotronlichtquelle vorfinden werden.
Aufbau von Materialien nanogenau untersuchen
Ein neues Mikroskop an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Paul Scherrer Instituts wird es möglich machen, den Aufbau von Materialien mit bisher unerreichter Auflösung darzustellen. Dazu werden Forschende einzelne Bereiche in einem Material betrachten, die nur wenige Nanometer (millionstel Millimeter) gross sind, und für jeden dieser Bereiche bestimmen, welche chemischen Elemente darin enthalten sind.
Neues Verfahren ermöglicht Steuerung von elektronischen Materialeigenschaften
Forschenden ist es erstmals gelungen, dünne Schichten mit steuerbaren elektronischen Eigenschaften herzustellen. Diese Entdeckung könnte für zukünftige Anwendungen in der Sensorik und der Computertechnologie von grosser Bedeutung sein. Die Arbeiten wurden im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlicht.
Entsteht Supraleitung doch ganz anders?
Publikation in Nature Materials.Ergebnisse vom Paul Scherrer Institut stellen gängige Theorien der Hochtemperatursupraleitung in Frage.
Supraleiter weisen Magneten den Weg
Publikation in Nature Materials. Forscher der Universität Freiburg und des Paul Scherrer Instituts PSI entdecken neue Form der Koexistenz zwischen Supraleitung und Magnetismus. Ferromagnetismus und Supraleitung vertragen sich eigentlich nicht. Über diese neue Variante im Wettstreit zwischen der Supraleitung und dem Ferromagnetismus berichten sie ab Montag, 16. Februar 2009 in der Online-Ausgabe des Wissenschafts-Journals Nature Materials.
Moleküle bei der Arbeit fotografiert
Publikation in Online-Ausgabe von Science. Röntgenblitze am Paul Scherrer Institut zeigen, wie sich Moleküle während des Ablaufs einer chemischen Reaktion verändern.
Was beim Computer im Kopf vorgeht
Publikation in der Online-Ausgabe von Nature. Ein Forscherteam unter der Leitung von Alan Drew (Univ. Freiburg, Schweiz und Queen Mary College, London, England) und Elvezio Morenzoni (Paul Scherrer Institut, Villigen, Schweiz) hat als erstes im Detail die magnetischen Vorgänge in einem Lesekopf – ähnlich dem, der Daten von der Festplatte eines Computers liest – verfolgt.
Supraleitung und Magnetismus
Von Rivalen zu Partnern. Die wilde Quantenwelt produziert Zustände, die in der klassischen Physiklehre nicht vorgesehen sind. Ein erstaunlicher neuartiger Zustand wird in der heutigen Ausgabe des Magazins Science von einem internationalen Wissenschaftlerteam um den Physiker Michel Kenzelmann vom Paul Scherrer Institut vorgestellt.
Röntgenmikroskopie mit Superauflösung deckt die versteckten Geheimnisse in der Nanowelt auf
Publikation in Science. Ein neuartiges Röntgenmikroskop mit Superauflösung, das von einem Forscherteam des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der ETH Lausanne (EPFL) in der Schweiz entwickelt wurde, kombiniert die hohe Durchdringungsleistung von Röntgenstrahlen mit einer hohen bildlichen Auflösung und ermöglicht es somit erstmals, Licht auf die detaillierten inneren Strukturen von Halbleiterbauelementen oder Zellen zu werfen.
Neue Erkenntnisse in der Supraleiter-Forschung
Eine Abfolge von schärfer werdenden Diffraktionsbilder wurden mit steigender Magnetfeldstärke beobachtet.Supraleiter ermöglichen durch die Paarbildung von Elektronen den verlustfreien Transport von Strom. Sie haben deshalb in der Energieforschung einen zentralen Stellenwert. Die neuesten Forschungsergebnisse aus diesem Bereich hat nun ein internationales Wissenschaftlerteam in der heutigen Ausgabe des Magazins Science vorgestellt.