​​​​​Rätsel der Hochtemperatur-Supraleiter gelöst?
#Physik #CooperPaar #Cuprat #Elektronen #Elektronenpaare #Supraleiter #Supraleitung

Supraleiter leiten Strom ohne Widerstand – aber warum? Bisher war offen, warum Cuprate und andere Hochtemperatur-Supraleiter in den supraleitenden Zustand wechseln․ Jetzt liefert ein Experiment erstmals starke Belege für eine der grundlegenden Theorien zu diesen Materialien․ Demnach verlieren die Elektronen benachbarter Metallatome durch magnetische Wechselwirkungen und eine Art Mittler ihre Abstoßung – und bilden die․․․

​​​​​Attosekunden-Stoppuhr für Elektronen
#Physik #Attosekunden #Elektronen #Elektronenbewegung #Festkörper #Halbleiter #Teilchenbewegung #Wechselwirkung

Winzig klein und rasend schnell: Physiker haben eine Methode entwickelt, die die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in Materialien zeigt․ Die hohe zeitliche Auflösung von wenigen hundert Attosekunden erlaubt es, die Elektronenbewegung und ihre Interaktionen mit Ladungen und Teilchen mit zuvor unerreichter Präzision  zu verfolgen․ Dies könnte der Grundlagenforschung, aber auch praktischen Anwendungen in Elektronik, Optoelektronik․․․

​​​​​Erstes Bose-Einstein-Kondensat aus Excitonen
#Physik #BoseEinsteinKondensat #Elektronen #Exciton #Halbleiter #Materiezustand #Quantenzustand #Quasiteilchen

Endlich geschafft: Physikern ist es erstmals gelungen, auch Quasiteilchen in ein Bose-Einstein-Kondensat zu bringen – einen exotischen Zustand, in dem sich alle Teilchen wie ein einziges „Superatom“ verhalten․ Das Experiment weist damit nach, dass dies auch bei ultrakalten Excitonen, Quasiteilchen aus Elektronen und positiv geladenen „Löchern“, funktioniert․ Dies klärt eine seit Jahrzehnten offene Frage und․․․

​​​​​Geheimnis des Quecksilbers gelüftet
#Physik #Technik #Atomkern #Chemie #Elektronen #Quecksilber #relativistisch #Supraleiter #Supraleitung

Elementarer Exot: Vor 111 Jahren war Quecksilber das erste Material, bei dem die Supraleitung nachgewiesen wurde․ Doch warum dieses Metall beim Abkühlen plötzlich Elektronen reibungsfrei leiten kann, blieb bis heute ungeklärt․ Jetzt haben Physiker das Geheimnis des supraleitenden Quecksilbers gelüftet․ Demnach ist das Schwermetall zwar ein konventioneller Supraleiter, aber relativistische Effekte bewirken ein anomales Verhalten․․․

​​​​​Fulleren als ultraschneller Elektronenschalter
#Technik #Buckyball #Elektronen #Elektronik #Fulleren #Kohlenstoff #Laserpuls #Physik #SChalter #Transistor

Schnelle Kugel: Fullerene lassen sich zu elektronischen Schaltern umfunktionieren, die bis zu eine Million Mal schneller sind als die Transistoren in gängigen Mikrochips, wie ein Experiment mit den Hohlkugeln aus Kohlenstoffatomen nun demonstriert․ Gezielte Laserpulse ändern dabei den elektrochemischen Zustand des Fullerens, wodurch Elektronen entweder abgelenkt werden oder weiterfliegen․ Theoretisch könnten die „Buckyballs“ damit künftig․․․

​​​​​Ein Photon rein, zwei Elektronen raus
#Energie #Physik #Anregung #Elektronen #Excitonen #Halbleiter #Photonen #Photovoltaik #Solarenergie #Solarzelle

Doppelter Strom aus Licht: Künftige Solarzellen könnten effizienter werden, wenn sie Halbleiter mit Excitonenspaltung nutzen – Materialien, in denen jedes einfallende Photon nicht ein, sondern gleich zwei Elektronen freisetzt․ Wie diese Anregungsverdopplung abläuft, haben Physiker jetzt erstmals mithilfe einer neuen Methode eingefangen․ Sie enthüllt, dass die beiden Elektronen nacheinander angeregt werden und nicht gleichzeitig․ Diess․․․

​​​​​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․․․

​​​​​Wie Gewitterblitze Röntgenstrahlung erzeugen
#Geowissen #Physik #Atmosphäre #Blitz #Elektronen #Gammastrahlung #Gewitter #Röntgenstrahlung #Teilchenlawine #Vorentladung

Unsichtbare Blitz-Emissionen: Bei Gewittern leuchten manche Blitze nicht nur im sichtbaren Licht – sie setzen auch energiereiche Röntgen- und Gammastrahlung frei․ Ein neues Modell klärt nun, wie diese Entladungen entstehen․ Entscheidend ist demnach die Ausdehnung des elektrischen Felds an der Spitze des sich bildenden Blitzkanals․ Ist dieses mehr als einige Dutzend Meter groß, erzeugen die․․․

​​​​​Experiment erklärt Quantenreibung
#Physik #Elektronen #Gitterschwingung #Graphen #Kohlenstoffgitter #Phonon #Quantenreibung #Resonanzeffekt #Wasser #Wassermoleküle

Exotisches Paar: Werden Wasser und Graphen kombiniert, kommt es zu einzigartigen Wechselwirkungen wie der Quantenreibung․ Jetzt enthüllt ein Experiment, was hinter diesem Phänomen steckt und wie es sich auf atomarer Ebene auswirkt․ Demnach gibt es einen nur bei Wassermolekülen beobachtbaren Resonanzeffekt zwischen den Molekülschwingungen und den Schwingungen der Graphenelektronen․ Dies ermöglicht einen direkten Energieaustausch und․․․

​​​​​Rätsel von Merkurs Polarlichtern gelöst
#Kosmos #Aurora #BepiColombo #Elektronen #Fluoreszenz #Magnetfeld #Merkur #Polarlicht #Sonnenwind

Warum gibt es auf dem Merkur Polarlichter, obwohl er keine echte Atmosphäre besitzt? Diese Fragen haben nun Daten der Merkursonde BepiColombo geklärt․ Bei ihrem ersten Vorbeiflug am Merkur detektierte sie Hinweise auf beschleunigte Elektronen, die entlang der Magnetfeldlinien auf die Merkuroberfläche rasen․ Dieser Regen aus Elektronen bringt Moleküle an der Planetenoberfläche zum Fluoreszieren․ Der Prozess,․․․

​​​​​Wasserstoff zeigt exotischen Quantenzustand
#Physik #Atom #Elektronen #Elektronenpaar #Plasma #Quantenzustand #Roton #Teilchen #Wasserstoff

Neuartige Reaktion: Wasserstoff kann unter Druck einen exotischen Zustand einnehmen, der bisher nur von ultrakalten Quantenflüssigkeiten bekannt war․ Dabei bilden Elektronen benachbarter Atome trotz Abstoßung Paare und die Energie des Wasserstoffs nimmt dadurch trotz Anregung ab statt zu, wie Physiker berichten․ Ihre Berechnungen legen nahe, dass ein ionisiertes Wasserstoff-Plasma unter Druck ein solches „Roton-artiges“ Verhalten․․․

​​​​​Physiker finden „Pines‘ Dämon“
#Physik #Dämon #Elektronen #Metall #PinesDämon #Plasmon #PseudoTeilchen #virtuelleTeilchen

Nach 67 Jahren dingfest gemacht: Physikern ist es gelungen, ein lange vorhergesagtes Phänomen nachzuweisen – Pines‘ Dämon․ Dieser 1956 postulierte, aber schwer aufzuspürende Zustand entsteht, wenn sich Elektronen eines Metalls zu einem neutralen, masselosen Ensemble verbinden․ Diese Sonderform der Plasmonen hat das Team nun erstmals in der Metallverbindung Strontiumruthenat entdeckt․ Wie vorhergesagt, entsteht Pines‘ Dämon․․․

​​​​​Geheimnis der „seltsamen Metalle“ gelüftet
#Physik #Elektronen #Festkörperphysik #Leitfähigkeit #Materialforschung #Metalle #StrangeMetals #Supraleitung #Verschränkung #Widerstand

Mysterium geknackt: Seit 40 Jahren rätselten Physiker darüber, warum einige Metall-Verbindungen so ungewöhnliche elektrische und thermische Eigenschaften zeigen․ Jetzt haben Forscher das Geheimnis dieser „Strange Metals“ gelüftet․ Demnach machen zwei Faktoren ein Material zu einem solchen „seltsamen Metall“: die quantenphysikalische Verschränkung ihrer Elektronen und eine „hügelige“ Atomlandschaft․ Beides zusammen macht diese Metalle zu spannenden, aber․․․

​​​​​Physiknobelpreis für die Attosekundenphysik
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Neuer Blick aufs Elektron: Den Physiknobelpreis 2023 erhalten drei Forschende, durch die wir heute die Quantensprünge und Bewegungen von Elektronen in der Atomhülle erfassen können – etwas, das zuvor als zu schnell für jede Messung galt․ Die Technik der Attosekunden-Spektroskopie kann jedoch die Reaktionen der Elektronen wie in einem Stroboskop messbar machen․ Damit schufen die․․․

​​​​​Ein Beschleuniger im Nanomaßstab
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Winzig, aber oho: In diesem kleinen Balken verbirgt sich ein Teilchenbeschleuniger im Miniaturformat․ Er bringt Elektronen auf Touren, in dem er sie mithilfe von Laserpulsen wischen Paaren von Nanosäulchen aus Silizium vorantreibt․ Der Beschleunigerkanal dafür ist nur 225 Nanometer breit und 500 Mikrometer lang․ Das ganze Ensemble dieses nanophotonischen Elektronenbeschleunigers passt auf einen Chip․ Klassische․․․

​​​​​Superatomischer Halbleiter bricht Tempolimit
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Physikalische Grenze geknackt: Chemiker haben den schnellsten und effizientesten Halbleiter der Welt konstruiert – ein Material, das das bisherige Tempolimit beim Ladungstransport bricht․ Möglich wird dies, weil dieser superatomische Halbleiter selbst bei Raumtemperatur wenig Gitterschwingungen zeigt und Ladungen in Form von speziellen Quasipartikeln transportiert․ Diese neuartige Klasse von Halbleitern könnte Elektronik dadurch erheblich schneller und․․․

​​​​​Hat auch die Sonne Auroren?
#Kosmos #Aurora #Elektronen #Magnetfeldlinien #Polarlicht #RadioAurora #Radioastronomie #RAdiopulse #Sonne #Sonnenfleck

Verräterisches Pulsieren: Astronomen haben auf der Sonne erstmals Indizien für ein Polarlicht-ähnliches Phänomen entdeckt․ Rund 40․000 Kilometer über einem Sonnenfleck detektierten sie eine Quelle langanhaltender, polarisierter Radiopulse, wie sie sonst für die Auroren auf der Erde und anderen Planeten typisch sind․ Ähnlich wie bei irdischen Polarlichtern entstehen diese Aurora-Radioemissionen durch Elektronen, die in Magnetfeldlinien gefangen․․․

​​​​​Neue Art von Magnetismus entdeckt
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Verblüffender Effekt: Physiker haben eine neue Art des Magnetismus entdeckt – eine durch mobile Elektronen erzeugte Gleichrichtung der Spins․ Dieser zuvor noch nie in Festkörpern nachgewiesene kinetische Magnetismus trat auf, als das Team zwei hauchdünne Lagen der Halbleiter Molybdän-Diselenid und Wolframsulfid aufeinanderlegte und unter Spannung setzte․ Ab einer bestimmten Elektronendichte wurde das Material plötzlich ferromagnetisch,․․․

​​​​​Unerklärliche Leitung in „seltsamem Metall“
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Verblüffendes Phänomen: Physiker haben ein Material entdeckt, das elektrischen Strom auf eine bisher nicht erklärbare Art leitet․ Statt über diskrete Ladungsträger wie Elektronen oder Quasiteilchen leitet dieses „seltsame Metall“ aus Ytterbium, Rhodium und Silizium den Strom offenbar kontinuierlich, ohne diskret trennbare Einheiten – ein völlig neues Phänomen, wie das Team in „Science“ berichtet․ Wie genau․․․

​​​​​Mini-Beschleuniger bricht Energierekord
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Kompakter Bolide: Ein nur zehn Zentimeter langer Teilchenbeschleuniger hat Elektronen erstmals bis auf Energien von zehn Gigaelektronenvolt beschleunigt – das ist neuer Rekord․ Möglich wurde dies, weil der von einem Petawatt-Laser getriebene Plasma-Kielwellen-Beschleuniger eine neuartige Ergänzung aufwies: Das Heliumgas seiner Beschleunigerkammer ist mit Aluminium-Nanopartikeln angereichert․ Diese erhöhen die Ladungsdichte im Gas und verstärken so die․․․