Die Beschleunigung von Protonen unter Einsatz von Laserplasma verspricht kompaktere und energieeffizientere Anlagern als die derzeitig vorrangig verwendete Radiowellen-Beschleunigung. Die Technologie steckt derzeit allerdings noch in den Kinderschuhen. Forscher:innen des Helmoltz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist nun ein signifikanter Fortschritt gelungen, in dessen Rahmen sie den bisherigen Rekord für die Protonenbeschleunigung mittels Laserplasma deutlich übertreffen konnten. Die dahinter stehende Technologie könnte interessante …

Physiker:innen ist es gelungen, in einem Teilchenbeschleuniger in den USA das wahrscheinlich stärkste Magnetfeld des Universums zu erzeugen. Dabei wurde eine Feldstärke von einer Trillion Gauß erreicht. Diese konnte aber nur wenige Sekundenbruchteile aufrecht erhalten werden. Das Magnetfeld entstand bei der seitlich gegeneinander versetzten Kollision von Schwerionen und der daraus resultierenden Erzeugung eines Quark-Gluon-Plasmas. Die Kräfte, die dabei auftraten, geben …

Halbleiter spielen eine wesentliche Rolle in moderner Elektronik. Materialien wie Silizium, Germanium oder Perowskite zeichnen sich durch eine Bandlücke aus. Durch diese werden Elektronen oder positive „Löcher“ im Kristallgitter erst dann Mobil, wenn Energie zugeführt werden, sodass die Halbleiter auch nur bei Energiezufuhr Strohm leiten. Chemiker:innen gelang es nun, den schnellsten und effizientesten Halbleiter der Welt zu konstruieren, der neue …

Forscher:innen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ist es gelungen, einen Teilchenbeschleuniger zu bauen, der etwa so groß wie eine 1-Cent-Münze ist. Dieser ist damit etwa 54 Millionen Mal kleiner als der Large Hadron Collider am CERN in der Schweiz. Erste Demonstration eines nanophotonischen Elektronenbeschleunigers Im Large Hadron Collider (LHC) am CERN sind 9000 Magneten sowie Röhren von knapp 27 Kilometern Länge verbaut. …

Den Verdacht, dass es eine fünfte physikalische Kraft gibt, haben Forscher:innen schon länger. Dank des Teilchenbeschleunigers Fermilab in den USA gibt es nun neue Erkenntnisse, die diese These stützen. Gibt es eine fünfte physikalische Kraft? Aktuell sind der Wissenschaft vier physikalische Kräfte bekannt: Schwerkraft, elektromagnetische Kraft sowie schwache und starke Wechselwirkungen. Allerdings gibt es schon seit einiger Zeit die Vermutung, …

Das Äquivalenzprinzip ist ein wichtiges Grundprinzip aus der Physik. Beobachtet wurde es bereits von Galileo Galilei, ausformuliert wurde es von Isaac Newton, und Albert Einstein machte es schließlich zu einem Grundpfeiler seiner berühmten Allgemeinen Relativitätstheorie. Das Prinzip besagt, dass die Gravitation auf alle Objekte unabhängig von ihrer individuellen Zusammensetzung gleich wirkt. Physiker:innen ist es nun erneut gelungen, das Äquivalenzprinzip zu …

Sogenannte Axionen sind die vielversprechendsten Kandidaten für die Teilchen der dunklen Materie. Es handelt sich dabei um Teilchen mit geringer Masse, geringer Wechselwirkung mit anderen Teilchen und keinem Spin. Mittels eines neuartigen „Licht-durch-Wand“-Experiments am Deutschen Elektronenynchrotron (DESY) in Hamburg sollen diese Teilchen nun nachgewiesen werden. Dafür werden Axionen mittels starker Magnetfelder dazu animiert, sich in Photonen und wieder zurück zu …

Erstmals gelang es Physiker:innen, einen Quantenchip zu entwickeln, der eine eigene Quantenlichtquelle besitzt, also verschränkte Photonen ohne externe Laserquelle erzeugen. Als Lichtquelle fungiert ein Quantenpunkt-Laser aus Indiumphosphid mit speziellen Filtern aus ringförmigen Wellenleitern. Mit Hilfe dieser Filter wird Störrauschen blockiert und die Verschränkung ermöglicht. Mit dieser neuen Technologie könnten photonische Quantenprozessoren in Zukunft günstiger, kleiner und vielseitiger verwendbar werden. Laserquelle …

Während die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien im vollen Gange ist, wird Fusionsenergie als das Mittel der Wahl gehandelt, wenn es darum geht, die Menschheit in mittelbarer Zukunft mit Energie zu versorgen. Eine der größten Herausforderungen bei künftigen Fusionsreaktoren ist indes der sichere Einschluss des mehr als 100 Millionen Grad heißen Plasmas. Solchen Temperaturen kann kein Material standhalten, weshalb das …

Das verfügbare Platzangebot ist ein limitierender Faktor für Weltraumteleskope. Denn die Observatorien müssen ins All transportiert werden, wofür sie in die Trägerrakete passen müssen. Das bedeutet, dass die Spiegelgröße für die Teleskope im All begrenzt ist oder die Limitierungen mit komplizierten und riskanten Klappkonstruktionen wie etwa beim 25 Quadratmeter großen Primärspiegel des James-Webb-Teleskops umgangen werden müssen. Eine neue Technologie könnte …