​​​​​Laserstrahlen in Vakuum sichtbar gemacht
#Technik #Atomwolke #Fluoreszenz #Lasergitter #Laserstrahl #Licht #optischeFalle #Physik #RamsayInterferometrie #Vakuum

Laserstrahlen sind im Vakuum unsichtbar, weil es dort keine Materieteilchen gibt, die das Licht streuen könnten․ Doch jetzt haben Physiker eine Methode entwickelt, die die Position von Laserstrahlen auch im Vakuum präzise abbilden kann – bis auf wenige Mikrometer genau․ Wichtig ist dies vor allem für die Justierung optischer Fallen, die für Atomuhren, Quantencomputer und․․․

​​​​​Schwarzer Phosphor manipuliert Licht
#Technik #Datenübertragung #Display #Glasfaser #Licht #Optik #optischeDaten #Phosphor #Photonik #Polarisation #Quantenübertragung #Reflexion

Nützlich für Telekomunikation und Displays: Eine nur drei Atomlagen dünne Schicht schwarzen Phosphors erweist sich als schneller und gut kontrollierbarer Manipulator von Licht․ Denn die Lichtpolarisation durch das wie ein Cordstoff geriffelte Halbleiter-Material kann elektronisch gesteuert werden, wie ein Experiment belegt․ Weil das Material Millionen Mal schneller reagiert als ein LCD-Display und 20-fach kleinere Pixel․․․

​​​​​Fotoapparat in Salzkorn-Größe
#Allgemein #Technik #AI #Blende #Kamera #Licht #Linse #MaschinellesLernen #Meta #MetaLinse #Metamaterial #Metaoberfläche #Nano #Objektiv

Winzig, aber oho: Wissenschaftler stellen eine neuartige Kameralinse vor, die nur einen halben Millimeter groß ist․ Sie besitzt eine spezielle Metaoberfläche und kann dadurch optisch mit einer über 500․000-fach größeren herkömmlichen Kamera mithalten․ Möglich wurde dies durch die gezielte Kombination der Nanostruktur mit einem eigens dafür entwickelten Bildverarbeitungs-Algorithmus․ Die Meta-Linse ist aufgrund ihres Materials gut․․․

​​​​​Holografie: Doppelt hält besser
#Technik #3D #Aufzeichnung #Bildgebung #dreidimensional #Frequenzkamm #Holografie #Hologramm #Interferenz #Kamera #Licht #MPI #MPIQ #Spektroskopie #StarTrek #StarWars #Wellenlänge #Zukunft

Schnell und bunt: Eine neue Aufnahmetechnik erlaubt es, 3D-Hologramme in Farbe und vielfacher Ausführung zu aufzunehmen․ Dafür werden zwei Frequenzkammgeneratoren kombiniert, die auf einem Kamerasensor miteinander interferieren․ Neben der dreidimensionalen Darstellung von Objekten kann diese Technik zukünftig auch für präzise Konzentrationsmessungen von Gasen genutzt werden, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature Photonics“ berichten․ Hologramme, also․․․

​​​​​Nanotechnologie macht Infrarot-Strahlung sichtbar
#Technik #Biphenyl4Thiol #Biphenylthiol #Cambridge #Durchbruch #Energie #Frequenz #Gold #Infrarot #Laser #Licht #Nanopartikel #Physik #Raman #Sensoren #Spektroskopie #Wärmebildkamera #Wellenlänge

Wärmebildkameras im Nanomaßstab: Forscher haben zwei Methoden entwickelt, um infrarote Strahlung direkt in sichtbares Licht zu konvertieren․ Möglich wird dies durch einen molekularen Helfer und winzige Nanoantennen beziehungsweise Nanogräben․ Die Wandler sind nur wenige Mikrometer klein und könnten zu hochauflösenden Kamerachips kombiniert werden, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Science“ berichten․ Das für uns sichtbare Licht․․․

​​​​​Tageslicht macht den Asphalt alt
#Technik #Alterung #Asphalt #Bitumen #Chemie #Licht #Materialforschung #Oxidation #Strahlung #Straßenbelag

Unerwarteter Effekt: Der Asphalt unserer Straßen wird auch durch sichtbares Licht überraschend stark geschädigt, wie nun ein Experiment enthüllt․ Demnach setzt nicht nur energiereiches UV-Licht dem Bitumen im Asphalt zu, sondern auch das Tageslicht․ Vor allem die blauen und grünen Wellenanteile des Tageslichts führen zu einer Oxidation der Kohlenwasserstoffverbindungen im Bitumen und machen es so․․․

​​​​​Stoppuhr für den photoelektrischen Effekt
#Technik #Atomphysik #Einstein #Elektron #Licht #photoelektrischerEffekt #Photon

Einsteins Effekt vermessen: Wie lange braucht Materie, um auf die Energiezufuhr durch Licht zu reagieren? Das haben Physiker nun mit einer neuen Methode ermittelt․ Elektronen reagieren demnach mit einer Verzögerung von im Schnitt 130 Attosekunden auf den Lichteinfall – dies bestätigt die theoretischen Modelle, wie das Team im Fachmagazin „Nature Communications“ berichtet․ Die genaue Dauer․․․

​​​​​Ein Quantengas aus Licht
#Physik #Technik #BoseEinsteinKondensat #Licht #Lichtteilchen #Photonen #Quantengas #Quantenphysik #Teilchen

Physiker haben Licht in einen Zustand gezwungen, der sonst nur von Materieteilchen bekannt ist․ Sie komprimierten in einer Box gefangene Photonen, bis sich diese wie Atome verhielten – sie bildeten ein Quantengas, dessen Druckwiderstand mit der Photonendichte zunahm․ Bei noch höherem Druck ging das Photonengas jedoch in einen Zustand der Quanten-Entartung über, der den Widerstand․․․

​​​​​Polarisations-Rekord am Röntgenlaser
#Physik #Technik #Laser #Licht #Polarisation #polarisiert #Röntgenlaser #Strahlung #Vakuumdoppelbrechung #XFEL

Gleichgerichtete Schwingungen: Physikern ist es gelungen, polarisierte Röntgenstrahlen mit der höchsten je erreichten Reinheit zu erzeugen․ Die Photonen im XFEL-Röntgenlaser schwingen dadurch fast alle in der gleichen Richtung․ Die Abweichung von der gewünschten Polarisation liegt bei nur noch 80 Billionsteln Photonen – Weltrekord․ Diese Reinheit könnte erstmals den Nachweis der Vakuumdoppelbrechung ermöglichen, einer lange vorhergesagten,․․․

​​​​​Laserstrahlen zur Interaktion gebracht
#Physik #Elektron #Laserstrahlen #Licht #nichtlineareOptik #Photonen #Wechselwirkung #WEllenmischung

Lichtstrahlen reagieren normalerweise nicht aufeinander – es sei denn, man kreuzt sie in speziellen Kristallen․ Damit ist es nun Forschenden gelungen, Infrarot- und Röntgenstrahlen zu einer neuartigen Wechselwirkung zu bringen․ Dabei übertragen zwei Infrarot-Photonen ihre Energie auf ein Röntgenphoton und lösen dabei einen sonst „verbotenen“ Elektronensprung im kristallinen Material aus․ Dieser „Vier-Wellen-Mischprozess“ bietet neue Einblicke․․․

​​​​​Physiker konstruieren neuartige Lichtfalle
#Physik #AndersonLokalisierung #Licht #Lichtfalle #Photonik #Wellen #Wellenausbreitung

Gefesseltes Licht: Physiker haben Licht mithilfe einer neuartigen Falle festgehalten – und dabei einen noch nie experimentell nachgewiesenen physikalischen Effekt demonstriert․ Bei diesem hemmt eine spezielle Struktur die Wellenausbreitung, obwohl das Spektrum des Lichts außerhalb der spektralen Größenordnung des Störmusters liegt․ Ob eine Lichtfessel durch die sogenannte Anderson-Lokalisierung bei einer solchen Kombination überhaupt möglich ist,․․․

​​​​​Ein Möbiusband aus Licht
#Physik #Drehimpuls #Flüstergalerie #Licht #Lichtwelle #Möbiusband #Phase #Photonik #photonisch #Wellenleiter

Verdrehtes Licht: Physiker haben einen Lichtstrahl zu einem Möbiusband verformt – einem verdrehten Band mit ineinander übergehenden Seiten․ Möglich wurde dies durch eine Art „Flüstergalerie“ für Licht․ Sie besteht aus einem ringförmigen Wellenleiter, in dem eine ungerade Zahl winziger Noppen auf der Innenseite die Lichtwellen dreht und abbremst․ Diese neue Möglichkeit der Lichtmanipulation könnte für․․․

​​​​​Entdeckung im Möbiusband aus Licht
#Physik #Licht #Möbiusband #Optik #Phase #Photonik #Polarisation #Resonanz #Wellenleiter

Verdrehtes Licht: Physiker haben einen bisher nur theoretisch vorhergesagten Effekt in einem optischen Möbiusband nachgewiesen – einem in sich verdrehten Ring aus Licht․ Durch Resonanzeffekte entsteht demnach in einem solchen Möbiusband eine zusätzliche Wellenphase, die sogenannte Berry-Phase, begleitet von einer elliptischen Polarisation des Lichts․ Wie das Team herausfand, lassen sich diese Eigenheiten gezielt beeinflussen, was․․․

​​​​​Neuartige „Rauchringe“ aus Licht
#Physik #Hopfion #Laser #Licht #Lichtring #Photonik #Soliton #topologisch #Torus

Manipuliertes Licht: Physiker haben neuartige 3D-Strukturen aus Licht erzeugt – photonische Hopfionen․ Dabei handelt es sich um topologische Gebilde, in denen das Licht eine Art Doughnut oder Rauchring bildet․ Das Team beschreibt die frei im Laserstrahl schwebenden Ringe als dreidimensionale photonische Variante von Skyrmionen – exotischen Magnetwirbeln in Feststoffen․ Die kontrolliert formbaren Hopfionen aus Licht․․․

​​​​​Licht mit negativer absoluter Temperatur
#Physik #BoltzmannVerteilung #Gasgesetz #Licht #Lichtpulse #Photonen #Photonengas #Photonik

Es klingt paradox, ist aber physikalisch solide: Physiker haben Licht so manipuliert, dass es sich wie ein Gas bei negativer absoluter Temperatur verhält․ Diese herrscht nach der Boltzmann-Verteilung dann, wenn die Mehrheit der Teilchen maximale Energiezustände einnehmen․ Das Teilchenensemble ist damit heißer als heiß und die eigentlich unendliche Temperaturskala springt auf negative Werte․ Das klingt․․․

​​​​​Doppelspalt-Experiment in der Zeit
#Physik #DoppelschlitzExperiment #Doppelspalt #Interferenz #Licht #WelleTeilchenDualismus #WellenInterferenz

In Zeit statt Raum: Physiker haben das berühmte Doppelspalt-Experiment erstmals mit zeitlichen statt räumlichen „Schlitzen“ durchgeführt․ Die Öffnungen in der Blende liegen dabei nicht nebeneinander, sondern folgen in ultrakurzem zeitlichem Abstand aufeinander․ Dies bewirkt, dass sich die Frequenzen des Lichtstrahls aufspreizen und miteinander interagieren․ Dadurch entstehen Interferenzen im Farbspektrum statt in der räumlichen Position der․․․

​​​​​Graphen macht Terahertz-Wellen zu Licht
#Physik #Technik #6G #Datenübertragung #Frequenzwandler #Glasfaser #Graphen #Licht #Lichtpuls #Mobilfunk #TElekommunikation #Terahertz

Helfer für die Telekommunikation: Das „Wundermaterial“ Graphen könnte den Datentransfer von kabellosen 6G-Signalen auf lichtbasierte Glasfaserleitungen erleichtern․ Denn Graphennetze wandeln die hochfrequenten Terahertzsignale künftiger Mobilfunknetze effizient in sichtbares Licht um, wie nun ein Experiment belegt․ Diese Konvertierung ist zudem ultraschnell und präzise justierbar․ Das eröffnet neue Möglichkeiten für Telekomunikation, Sensoren und Bildgebungsverfahren․ Die zwischen Infrarot․․․

​​​​​Atome können doch zwei Photonen gleichzeitig emittieren
#Physik #Anregung #Atom #Fluoreszenz #Licht #Photonen #Photonenemission #Photonenpaar

Neue Sicht auf Licht-Materie-Wechselwirkung: Entgegen gängiger Annahme können angeregte Atome beim Fluoreszieren mehr als nur ein Photon auf einmal abgeben, wie ein Experiment belegt․ Dieses wies erstmals Paare gleichzeitig emittierter Lichtteilchen bei einem fluoreszierenden Atom nach․ Dies wirft ein buchstäblich neues Licht auf diese Reaktion von Atomen auf Laserlicht und könnte praktischen Nutzen für die․․․

​​​​​Wellenleiter ist „dünner als das Licht“
#Physik #Kristall #Laser #Licht #Lichtleiter #Lichtstrahl #Optik #Photonik #Wellenleiter

Manipuliertes Licht: Physiker haben einen neuartigen zweidimensionalen Lichtleiter entwickelt – er ist dünner als der Photonenstrahl, den er manipuliert․ Möglich wird dies durch eine nur drei Atome dünne Schicht aus kristallinem Molybdän-Disulfid, die das Licht an ihrer Oberfläche „festhält“ und ungerichtetes Abstrahlen verhindert․ Dadurch werden Photonen leichter steuerbar und trotzdem effizient weitergeleitet․ Solche zweidimensionalen Lichtleiter․․․

​​​​​350 Jahre altes Mechanik-Theorem klärt Lichtverhalten
#Physik #Huygens #Licht #Optik #Pendel #Polarisation #Verschränkung #Wellentheorie

Mechanik trifft Quanten: Vor 350 Jahren stellte der Physiker Christiaan Huygens ein Theorem auf, das die Bewegung von Pendeln erklärte․ Jetzt haben Physiker dieses Theorem genutzt, um eine Eigenheit in der Quantennatur des Lichts aufzudecken․ Demnach sind Polarisation und Verschränkung einer Lichtwelle über eine bestimmte Formel miteinander verknüpft – wenn das eine ansteigt, sinkt das․․․