​​​​​Ein Ion als Thermometer
#Physik #Atomuhr #Frequenzübergang #Ionenfalle #Quantensprung #Sekunde #STrontiumAtomuhr #Wärmestrahlung #Zeitmessung

„Tickende“ Ionen: Eine neue Messmethode könnte optische Atomuhren noch präziser machen und damit die Neudefinition der Zeiteinheit Sekunde voranbringen․ Im Zentrumsteht dabei ein einzelnes Strontium-Ion, dessen Quantensprung als Thermometer für die thermische Störstrahlung in der Atomuhr dient․ Den Physikern gelang es so, das „Ticken“ dieser Atomuhr mit dreifach höherer Präzision zu messen als bisher․ Das․․․

​​​​​Neue „Waage“ für Neutrinos entwickelt
#Physik #Betazerfall #Elektron #Elementarteilchen #Geisterteilchen #Neutrinomasse #Neutrinos #Neutrinowaage #Teilchenphysik #Tritium

Geisterteilchen im Visier: Physiker haben eine neue Methode entwickelt und getestet, die die Masse von Neutrinos ermitteln soll – ultraleichten, schwer fassbaren Elementarteilchen․ Dafür nutzt das Team den Betazerfall des radioaktiven Wasserstoff-Isotops Tritium, bei dem Antineutrinos frei werden․ Anders als bei bisherigen Experimenten wird die Neutrinomasse dabei indirekt mithilfe der Cyclotronstrahlung eines ebenfalls emittierten Elektrons․․․

​​​​​Wie stark ist die starke Kernkraft?
#Physik #Atlas #Gluonen #Grundkraft #Kopplungskonstante #LHC #Quarks #Standardmodell #starkeKernkraft #Teilchenphysik

„Kleber“ aller Materie vermessen: Physiker haben die starke Kernkraft mit bisher unerreichter Präzision vermessen – die Grundkraft, die alle Materie zusammenhält․ Durch Protonenkollisionen im Teilchenbeschleuniger LHC und die dabei entstehenden Z-Bosonen gelang es dem Team, die Bindungsstärke der starken Wechselwirkung bis auf rund 0,8 Prozent genau zu messen․ Dies schafft wichtige Voraussetzungen, um das Standardmodell․․․

​​​​​Fällt Antimaterie nach unten oder oben?
#Physik #ALPHAg #AntiGRavitation #Antimaterie #Antiwasserstoff #CERN #Gravitation #Schwerkraft

Wichtiger Durchbruch: Physiker haben erstmals experimentell geklärt, ob Antimaterie von der Schwerkraft angezogen oder aber abgestoßen wird – bisher gab es nur theoretische Annahmen dazu․ Doch nun belegt das ALPHA-g-Experiment am CERN, dass auch Antiwasserstoff von der Erdschwerkraft angezogen wird und nach unten fällt․ Die Gravitation wirkt demnach auf Antimaterie ähnlich wie auf Materie, wie․․․

​​​​​Quantensprung im Scandium-Atomkern
#Physik #Atomkern #Atomkernuhr #Atomuhr #EnergieÜbergang #Scandium #Thorium #Zeitmessung #Zustandswechsel

Atomkern als Zeitmesser: Physikern ist ein wichtiger Schritt zu einer Scandium-Atomkernuhr gelungen – einer genaueren Form der Atomuhr, bei der der Atomkern selbst als Taktgeber dient․ Das Seltenerdmetall Scandium gilt dafür schon länger als vielversprechender Kandidat․ Jetzt haben die Physiker den Energieübergang des Scandium-Kerns mithilfe des Röntgenlasers XFEL erstmals mit hoher Präzision gemessen, wie sie․․․

​​​​​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․․․

​​​​​Überschall im Diamant
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Nach 60 Jahren geklärt: Wird ein Diamant einer Schockwelle ausgesetzt, breiten sich winzige Defekte in seinem Gitter schneller aus als der Schall, wie nun ein Experiment im Röntgenlaser belegt․ Die Versatzstellen im Kristall waren der transversalen Schallwelle des Schocks in diesem Material deutlich voraus․ Dies ist der erste Nachweis einer solchen transsonischen Defektausbreitung in einem․․․

​​​​​Gibt es im All noch unerkannte Elemente?
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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․․․

​​​​​Wie LIGO das Quantenlimit überlistet
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Quantenphysikalischer Trick: Physiker haben eine Methode entwickelt, die das Quantenrauschen am US-Gravitationswellen-Detektor LIGO vollständiger und frequenzangepasst unterdrückt – und so die von der Quantenphysik gesetzte Sensitivitätsgrenze überwindet․ Möglich wird dies durch die Kombination verschiedener photonischer „Quantenpressen“ am Lasermessstrahl, wie das Team berichtet․ Dadurch lässt sich die Detektionsrate für Gravitationswellen künftig um 65 Prozent erhöhen․ Die․․․

​​​​​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․․․

​​​​​Wieso kann man mit Lasern kühlen?
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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․․․

​​​​​Wie fühlt sich ein Superfluid an?
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Exotische Überraschung: Physiker haben erstmals experimentell ermittelt, wie sich ein Superfluid beim Eintauchen anfühlen würde – eine exotische Quantenflüssigkeit ohne jede Reibung․ Als Fingerersatz diente dabei ein spezieller Messfühler, als Superfluid ultrakaltes Helium-3․ Das verblüffende Ergebnis: Das Superfluid reagiert wie eine zweidimensionale Membran, unter der nichts liegt․ Denn nur die Grenzschicht interagiert thermisch und mechanisch․․․

​​​​​Neuer Fake bei Raumtemperatur-Supraleitern
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Noch mehr Schummeleien: Nach dem angeblichen Wundermaterial LK-99 erweist sich nun ein weiterer Raumtemperatur-Supraleiter als möglicher Betrug․ Wegen erheblicher Zweifel hat „Nature“ einen Fachartikel zum stickstoffdotierten Lutetiumhydrid zurückgezogen – einem angeblich bei Raumtemperatur und nur einem Gigapascal Druck supraleitenden Material․ Es ist schon die dritte Supraleiter-Studie des US-Physikers Ranga Diaz, die sich als zweifelhaft erweist․․․

​​​​​Extremes Isotop des Stickstoffs entdeckt
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Exotisches Atom: Physiker haben ein neues, leichtes Isotop des Stickstoffs entdeckt, das neben seinen sieben Protonen nur zwei Neutronen enthält – ein extremes Missverhältnis der Kernbausteine․ Dieses Isotop Stickstoff-9 ist damit die leichteste bekannte Variante des Stickstoffs․ Gleichzeitig ist es der erste Atomkern, der durch Abgabe von gleich fünf Protonen zerfällt, wie die Forscher berichten․

​​​​​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,․․․

​​​​​Physiker erzeugen Hopfion-Ringe
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Exotische Struktur: Physiker haben erstmals sogenannte Hopfion-Ringe in einem kristallinen Material erzeugt – ringförmige Magnetstrukturen aus gerichteten Elektronenspins․ Die Existenz solcher verdrehten Spin-Ringe wurde schon 1975 vorhergesagt, jetzt haben Forscher sie zum ersten Mal experimentell in einer Metalllegierung erzeugt und nachgewiesen․ Spannend sind die Hopfion-Ringe unter anderem deswegen, weil sie dreidimensional beweglich sind und neue․․․

​​​​​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
#Physik #Technik #Elektronen #Kielwelle #Laserbeschleuniger #Nanopartikel #Plasmabeschleuniger #Teilchenbeschleuniger #Wakefield

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․․․

​​​​​Gibt es eine vierte Quark-Familie?
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Seltsame Abweichungen: Schon seit längerem rätseln Teilchenphysiker über Diskrepanzen bei der Umwandlung von Quarks – ihre Oszillationsraten passen nicht zum Standardmodell․ Das könnte auf die Existenz von weiteren, noch unentdeckten Arten dieser Elementarteilchen hindeuten․ Jetzt haben Physiker einen für diese Abweichungen wichtigen Parameter beim Isotop Aluminium-26 vermessen – und auch die Quark-Umwandlung überprüft – mit․․․

​​​​​Spiegelbild-Strukturen können aus „normalen“ Vorstufen entstehen
#Physik #chiral #Chiralität #Flüssigkristall

Wie linke und rechte Hand: Sogenannte chirale Strukturen mit spiegelbildlichen Konfigurationen können offenbar auch aus nicht-chiralen Vorstufen entstehen, wie Physiker in „Nature Communications“ berichten․ Demnach belegen Streifenmuster in einem Flüssigkristall dessen chiralen Aufbau, der jedoch nur bei einer bestimmten Fließgeschwindigkeit zustande kommt․ Die Erkenntnis widerlegt ein gängiges Paradigma und eröffnet die Chance, ganz neue Materialien․․․