Kosmos: Fehlende Materie aufgespürt?
#Kosmos #Atome #Baryonen #FastRadioburst #Hintergrundstrahlung #intergalaktisch #Materie #Streuung #Urknall
Verräterischer Streueffekt: Energiereiche Radiopulse aus fernen Galaxien haben den Astronomen verraten, wo sich die fehlende Materie des Kosmos verbirgt․ Demnach sind diese nicht in Sternen, Planeten oder Gaswolken steckenden Atome als dünner, intergalaktischer Schleier im gesamten All verteilt․ Entdeckt haben die Forscher dieses „verborgene Drittel“ durch einen subtilen Streueffekt, den diese Materie auf die Radiopulse․․․
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Verräterischer Streueffekt: Energiereiche Radiopulse aus fernen Galaxien haben den Astronomen verraten, wo sich die fehlende Materie des Kosmos verbirgt․ Demnach sind diese nicht in Sternen, Planeten oder Gaswolken steckenden Atome als dünner, intergalaktischer Schleier im gesamten All verteilt․ Entdeckt haben die Forscher dieses „verborgene Drittel“ durch einen subtilen Streueffekt, den diese Materie auf die Radiopulse․․․
Ein Drehkreuz für Photonen
#Technik #Atome #Einzelphotonen #Glasfaser #Laser #Photonen #Photonik #Physik #Quantentechnologie
Für Quantenanwendungen werden einzelne, regelmäßig eintreffende Photonen benötigt․ Doch ihre Produktion ist bisher aufwändig․ Jetzt haben Physiker eine Methode entwickelt, um aus einem normalen Laserstrahl einzelne Photonen abzuscheiden․ Als „Drehkreuze“ für die Lichtteilchen dienen dabei ultrakalte Cäsium-Atome, die in einer Reihe in einer dünnen Glasfaser gefangen sind․ Die Interaktion des Lichts mit diesen Atomen erzeugt․․․
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Für Quantenanwendungen werden einzelne, regelmäßig eintreffende Photonen benötigt․ Doch ihre Produktion ist bisher aufwändig․ Jetzt haben Physiker eine Methode entwickelt, um aus einem normalen Laserstrahl einzelne Photonen abzuscheiden․ Als „Drehkreuze“ für die Lichtteilchen dienen dabei ultrakalte Cäsium-Atome, die in einer Reihe in einer dünnen Glasfaser gefangen sind․ Die Interaktion des Lichts mit diesen Atomen erzeugt․․․
Laserkühlung wird mobil
#Technik #absoluterNullpunkt #Atome #Atomuhr #Atomwolke #Kühlung #Laser #Laserkühlung #Optik #Physik
Tragbar statt tischgroß: Atome auf fast den absoluten Nullpunkt herunterzukühlen, wird künftig einfacher․ Denn Forscher haben die dafür nötigen Komponenten so stark verkleinert, dass die Laserkühlung handlich und tragbar wird – die ganze Apparatur ist nur 15 Zentimeter breit und sehr flach․ Diese Miniaturisierung ebnet den Weg zu noch kleineren Laserkühlungen, die eines Tages sogar․․․
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Tragbar statt tischgroß: Atome auf fast den absoluten Nullpunkt herunterzukühlen, wird künftig einfacher․ Denn Forscher haben die dafür nötigen Komponenten so stark verkleinert, dass die Laserkühlung handlich und tragbar wird – die ganze Apparatur ist nur 15 Zentimeter breit und sehr flach․ Diese Miniaturisierung ebnet den Weg zu noch kleineren Laserkühlungen, die eines Tages sogar․․․
Tempolimit im Quantenreich
#Technik #AtomTransport #Atome #Laserfalle #Materiewelle #Quantenoperation #Quantenphysik #Quantenzustand #Tempolimit
Limit für Atome: Physiker haben erstmals das Maximal-Tempo für den Transfer von atomaren Quantenzuständen bestimmt․ Ihr Experiment bestätigt, dass das Tempolimit für solche Quanten-Operationen niedriger liegt als für einfache Zustandswechsel․ Gleichzeitig enthüllt es, dass die Atome durch „Ruckeln“ schneller heil ans Ziel kommen․ Diese Erkenntnis ist unter anderem für Quantencomputer hilfreich, wie die Forscher erklären․
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Limit für Atome: Physiker haben erstmals das Maximal-Tempo für den Transfer von atomaren Quantenzuständen bestimmt․ Ihr Experiment bestätigt, dass das Tempolimit für solche Quanten-Operationen niedriger liegt als für einfache Zustandswechsel․ Gleichzeitig enthüllt es, dass die Atome durch „Ruckeln“ schneller heil ans Ziel kommen․ Diese Erkenntnis ist unter anderem für Quantencomputer hilfreich, wie die Forscher erklären․
Interview: Quanten am Limit
#Technik #Atome #Interview #QuantenTransport #Quantenphysik #Quantenprozesse #Tempolimit
In einen Experiment mit Cäsium-Atomen hat ein Forscherteam um Manolo Lam von der Universität Bonn erstmals das Tempolimit beim Quanten-Transport bestimmt․ Was dies bedeutet und warum die Kenntnis dieser Grenze für komplexe Quantenprozesse so wichtig ist, erklärt Tommaso Calarco․ Quantenphysikern am Forschungszentrum Jülich und Professor für Theoretische Physik an der Universität zu Köln․ Herr Professor․․․
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In einen Experiment mit Cäsium-Atomen hat ein Forscherteam um Manolo Lam von der Universität Bonn erstmals das Tempolimit beim Quanten-Transport bestimmt․ Was dies bedeutet und warum die Kenntnis dieser Grenze für komplexe Quantenprozesse so wichtig ist, erklärt Tommaso Calarco․ Quantenphysikern am Forschungszentrum Jülich und Professor für Theoretische Physik an der Universität zu Köln․ Herr Professor․․․
Erster Blick auf „Tauziehen“ der Wassermoleküle
#Technik #Atome #Bindung #Elektronenstreuung #H2O #Molekülschwingung #physikalischeChemie #Vibration #Wasser #Wassermolekül
Forscher haben erstmals direkt beobachtet, wie Wassermoleküle und ihre Wasserstoffbrückenbindungen auf Energiezufuhr reagieren․ Überraschend dabei: Die Wasserstoffbrücke zum Nachbarmolekül zieht erst kurz zusammen, bevor sie wie alle anderen Bindungen lockerer wird․ Diese bestätigt die enge Kopplung von intra- und intermolekularen Reaktionen im Wasser – und könnte einige seiner Anomalien erklären, wie die Forscher in „Nature“․․․
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Forscher haben erstmals direkt beobachtet, wie Wassermoleküle und ihre Wasserstoffbrückenbindungen auf Energiezufuhr reagieren․ Überraschend dabei: Die Wasserstoffbrücke zum Nachbarmolekül zieht erst kurz zusammen, bevor sie wie alle anderen Bindungen lockerer wird․ Diese bestätigt die enge Kopplung von intra- und intermolekularen Reaktionen im Wasser – und könnte einige seiner Anomalien erklären, wie die Forscher in „Nature“․․․
Vor 100 Jahren: Das Stern-Gerlach-Experiment
#Technik #Atome #Drehimpuls #Elektronenspin #Quantelung #Spin #SternGerlachExperiment
Vor genau 100 Jahren – in der Nacht vom 7․ auf den 8․ Februar 1922 – gelang zwei deutschen Physikern ein bahnbrechender Nachweis․ Erstmals konnten Otto Stern und Walther Gerlach belegen, dass die Drehimpulse von Atomen keine beliebigen Richtungen einnehmen, sondern nur diskrete, klar abgrenzbare Ausrichtungen haben können․ Diese der klassischen Physik widersprechende Richtungsquantelung ist․․․
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Vor genau 100 Jahren – in der Nacht vom 7․ auf den 8․ Februar 1922 – gelang zwei deutschen Physikern ein bahnbrechender Nachweis․ Erstmals konnten Otto Stern und Walther Gerlach belegen, dass die Drehimpulse von Atomen keine beliebigen Richtungen einnehmen, sondern nur diskrete, klar abgrenzbare Ausrichtungen haben können․ Diese der klassischen Physik widersprechende Richtungsquantelung ist․․․
Ist der innere Erdkern superionisch?
#Geowissen #Atome #Erde #Erdinneres #Erdkern #innererKern #Kristallgitter #Materiestruktur #Materiezustand #superionisch
Exotischer Materiezustand: Der innere Erdkern besteht möglicherweise nicht nur aus festem Eisen, sondern ist superionisch – fest und flüssig zugleich․ In diesem exotischen Zustand bewegen sich leichtere Elemente wie Kohlenstoff, Schwefel oder Wasserstoff wie eine Flüssigkeit durch das feste Gitter des Eisens․ Dies könnte erklären, warum der innere Erdkern weicher ist als er sein dürfte,․․․
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Exotischer Materiezustand: Der innere Erdkern besteht möglicherweise nicht nur aus festem Eisen, sondern ist superionisch – fest und flüssig zugleich․ In diesem exotischen Zustand bewegen sich leichtere Elemente wie Kohlenstoff, Schwefel oder Wasserstoff wie eine Flüssigkeit durch das feste Gitter des Eisens․ Dies könnte erklären, warum der innere Erdkern weicher ist als er sein dürfte,․․․
Das Periodensystem zum Hören
#Physik #Technik #Atome #Elemente #Emissionspektrum #Lichtspektrum #Periodensystem #Schall #Sonification #Spektrallinien
Akustische Chemie: Eine US-Physikerin hat erstmals alle chemischen Elemente des Periodensystems hörbar gemacht․ Jedes Atom ist durch einen individuellen Klang vertreten, dessen Höhe, Dauer und akustische Merkmale direkt aus den Spektrallinien dieses Elements abgeleitet sind․ Im resultierenden Klangspektrum erzeugen leichtere Elemente hörbar andere Töne als beispielsweise Schwermetalle, weil die Linien in ihren Spektren unterschiedlich breit․․․
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Akustische Chemie: Eine US-Physikerin hat erstmals alle chemischen Elemente des Periodensystems hörbar gemacht․ Jedes Atom ist durch einen individuellen Klang vertreten, dessen Höhe, Dauer und akustische Merkmale direkt aus den Spektrallinien dieses Elements abgeleitet sind․ Im resultierenden Klangspektrum erzeugen leichtere Elemente hörbar andere Töne als beispielsweise Schwermetalle, weil die Linien in ihren Spektren unterschiedlich breit․․․
Elektronenorbitale sichtbar gemacht
#Technik #Atom #Atome #Chemie #Cobalt #Eisen #Elektronen #Elektronenorbital #Orbitale #Rasterkraftmikroskop
Blick ins Atom: Chemikern ist es gelungen, die Elektronenorbitale von einzelnen Eisen- und Cobalt-Atomen sichtbar zu machen․ Die Aufnahmen mittels Rasterkraftmikroskop und computergestützter Pico-Spektroskopie enthüllen die subtilen Unterschiede zwischen den im Periodensystem nebeneinander liegenden Metallen․ Der Blick auf Elektronenorbitale einzelner Atome eröffnet die Chance für neue Einblicke in chemische Bindungen und Reaktionen, wie das Team․․․
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Blick ins Atom: Chemikern ist es gelungen, die Elektronenorbitale von einzelnen Eisen- und Cobalt-Atomen sichtbar zu machen․ Die Aufnahmen mittels Rasterkraftmikroskop und computergestützter Pico-Spektroskopie enthüllen die subtilen Unterschiede zwischen den im Periodensystem nebeneinander liegenden Metallen․ Der Blick auf Elektronenorbitale einzelner Atome eröffnet die Chance für neue Einblicke in chemische Bindungen und Reaktionen, wie das Team․․․
Gibt es im All noch unerkannte Elemente?
#Physik #Asteroid #Atome #Chemie #CUDO #Elemente #InselderStabilität #Kernphysik #Periodensystem #Polyhymnia #superschwereElemente
Atome jenseits des Bekannten: Einige Asteroiden haben eine unerklärlich hohe Dichte – kein bisher bekanntes Element ist dafür schwer genug․ Doch im Weltall gibt es möglicherweise mehr Elemente als die 118 in unserem Periodensystem erfassten, wie nun Physiker postulieren․ Ihren Berechnungen zufolge könnten Elemente mit rund 164 Protonen stabil und schwer genug sein, um die․․․
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Atome jenseits des Bekannten: Einige Asteroiden haben eine unerklärlich hohe Dichte – kein bisher bekanntes Element ist dafür schwer genug․ Doch im Weltall gibt es möglicherweise mehr Elemente als die 118 in unserem Periodensystem erfassten, wie nun Physiker postulieren․ Ihren Berechnungen zufolge könnten Elemente mit rund 164 Protonen stabil und schwer genug sein, um die․․․
Wieso kann man mit Lasern kühlen?
#Physik #Videos #Atome #Bewegungsenergie #Laser #Laserkühlung #NullpunktTemperatur #Photonen #Wärmeenergie
Physiker Axel Görlitz von der Heinrich-Heine-Universität-Düsseldorf erklärt die Laserkühlung․ © scinexx Es erscheint paradox: Ausgerechnet die Bestrahlung mit Laserlicht soll Atome und Moleküle abkühlen können? Doch genau das macht die Laserkühlung – sie ist die gängigste Methode, um Teilchen beispielsweise für quantenphysikalische Experimente oder die Suche nach neuen, exotischen Materiezuständen auf Temperaturen nahe des absoluten․․․
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Physiker Axel Görlitz von der Heinrich-Heine-Universität-Düsseldorf erklärt die Laserkühlung․ © scinexx Es erscheint paradox: Ausgerechnet die Bestrahlung mit Laserlicht soll Atome und Moleküle abkühlen können? Doch genau das macht die Laserkühlung – sie ist die gängigste Methode, um Teilchen beispielsweise für quantenphysikalische Experimente oder die Suche nach neuen, exotischen Materiezuständen auf Temperaturen nahe des absoluten․․․