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QuantenmechanikAuf der Suche nach Abweichungen von der Standardtheorie

Physiker testen mit einem Interferometer, ob die Standard-Quantenmechanik korrekt oder eine komplexere Theorie notwendig ist.

Auf der Suche nach Abweichungen von der Standardtheorie der Quantenmechanik testeten Physiker, ob die Quantenmechanik ein noch raffinierteres mathematisches Regelwerk benötigt. 

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Physikalische Messtechnik

Cocktail

QuantenmaterieStabil geschüttelt

Wenn James Bond beim Barkeeper seinen klassischen Martini verlangt, kann er darauf vertrauen, dass sich die Zutaten des Cocktails im Shaker gut vermischen. In der Quantenwelt allerdings könnte er eine Überraschung erleben.

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Ausbeute an angeregten Atomen als Funktion der Laserintensität. Bei einer Laserintensität von 200 TW/cm², in der Nähe des "channel closings" für 6 Photonen, zeigt sich eine starke resonante Erhöhung der Anregung um einen Faktor 100. Für die Argondaten ist die theoretische Vorhersage gezeigt (rote gestrichene Kurve), die in exzellenter Übereinstimmung mit den experimentellen Daten ist.

QuantenphysikErklärung ultraschneller atomarer Anregung in starken Laserfeldern

Dass Licht entweder als elektromagnetische Welle oder als ein Strom von „Energiequanten" (Photonen) aufgefasst werden muss, durchzieht die Geschichte der Quantenphysik wie ein roter Faden.

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Nuklearer TaktgeberBasis für neuartige Kernuhr

LMU-Forscher messen erstmals die Lebensdauer eines exotischen Atomkern-Zustands: Eine wesentliche Voraussetzung, um eine Kernuhr entwickeln zu können, die Zeit noch genauer misst als die heutigen Atomuhren.

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Elektronenbeschleunigung

Direkte Beschleunigung im LaserfeldVerstärkung relativistischer Elektronenpulse

Eine gezielte und direkte Beschleunigung von Elektronen in extrem starken Laserfeldern würde es ermöglichen, neuartige, ultra-kompakte Beschleuniger zu realisieren.

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Lasermodul

Quantenoptischer SensorErstmals im Weltraum getestet

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultra-kalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können.

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Das FXE-Instrument, das derzeit in seiner Experimentierhütte montiert wird, wird die Untersuchung ultraschneller Prozesse ermöglichen, zu denen beispielsweise entscheidende Zwischenschritte bei chemischen Reaktionen zählen.

European XFEL bereitet Betrieb vorForscher können Experimente vorschlagen

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt können sich jetzt erstmals mit Vorschlägen für Experimente am Röntgenlaser European XFEL bewerben. Die internationale Forschungseinrichtung in der Metropolregion Hamburg hat auf Ihrer Website den ersten Aufruf veröffentlicht, Anträge auf „Strahlzeit“ einzureichen.

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Laserlabor

Vermessung des Quanten-VakuumsVerkehrsstau im Nichts

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof. Dr. Alfred Leitenstorfer kann Abweichungen vom Grundzustand des leeren Raumes hervorrufen.

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BASE-Experiment

Beitrag zur Materie-Antimaterie-FrageMagnetische Kraft von Antiprotonen genauestens bestimmt

So offensichtlich es ist, dass Materie existiert, ebenso rätselhaft ist noch immer ihre Herkunft. Denn eigentlich hätte nach den Prinzipien der Teilchenphysik bei der Entstehung des Weltalls genauso viel Materie wie Antimaterie gebildet werden müssen.

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Der neue Prozesskalibrator CPH7000 von Wika vereint die Messung von Druck, Temperatur, Strom, Spannung und Umgebungsbedingungen.

ProzesskalibratorPortabel und multifunktional für die Vor-Ort-Kalibrierung

Der neue Prozesskalibrator CPH7000 von Wika ist ein portables Multifunktionsgerät. Er vereint die Messung von Druck, Temperatur, Strom, Spannung und Umgebungsbedingungen.

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PhotonenpistoleEinzelne Lichtteilchen aussenden und einsammeln

Davon träumen Forscher seit Jahrzehnten: die sogenannte Photonenpistole. Damit ist es möglich, zu einem bestimmten Zeitpunkt genau ein Photon zu erhalten. Wie auf Bestellung.

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Triple-Laue-Neutroneninterferometer. (Copyright: TU Wien)

Quantenzustände rasch und präzise messen„Schwache Messung“ mit starken Ergebnissen

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine medizinische Anwendung, die wohl den meisten ein Begriff ist – meistens aufgrund eigener schmerzlicher Erfahrungen.

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Das schlanke Design dieser Pegelsonden ermöglicht auch den Einsatz in Rohren

Schlanke PegelsondenNur 22 mm Gehäusedurchmesser

Das Unternehmen Wika hat sein Portfolio um zwei leistungsstarke Pegelsonden mit schlankem Design ergänzt.

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Laserimpulse

Schnellere Steuerung eines QuantenbitsAuf der Quantenrennbahn

Angefangen bei Laptops bis hin zu Mobiltelefonen basiert der Fortschritt der entsprechenden Technologie auf der stetig wachsenden Geschwindigkeit, mit der die elektrische Ladung in Schaltkreisen gesteuert werden kann.

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Aufgezeichneter Zerfall eines W-Bosons mit dem ATLAS-Detektor am LHC: Für die Bestimmung der W-Boson-Masse wurden mehr als 10 Millionen Ereignisse dieser Art vermessen und untersucht. (Abb./©: ATLAS Collaboration)

TeilchenphysikW-Boson-Messung bestätigt das Standardmodell

Es ist ein großer Erfolg und eine kleine Enttäuschung zugleich: Nach fünfjähriger Arbeit konnten Physiker am Forschungszentrum CERN am Dienstag dem internationalen Fachpublikum eine Hochpräzisionsmessung der Masse des W-Bosons vorstellen.

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Helium-Moleküle

Tiefgekühlte Helium-MolekülePartnerschaft auf Abstand

Helium-Atome sind Einzelgänger. Nur wenn man sie stark abkühlt, bilden sie ein sehr schwach gebundenes Molekül. Dank des quantenmechanischen Tunneleffekts können sie dabei einen extrem großen Abstand voneinander halten.

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Prof. Dr. Adrian Pfeiffer

Attosekunden-PhysikVolkswagenStiftung fördert gewagte Forschungsidee

„Zwei Attosekunden verhalten sich zu einer Sekunde wie eine Sekunde zum Alter des Universums.“ Was Prof. Dr. Adrian Pfeiffer von der Friedrich-Schiller-Universität Jena mit diesem Bild beschreibt, ist ein kaum vorstellbarer kleiner Zeitraum.

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Die Abbildung illustriert das Herausfiltern unerwünschter Quasipartikel (rote Kugeln) aus einem Strom supraleitender Elektronenpaare (blaue Kugeln) mit Hilfe einer Pumpe mit Mikrowellen-Antrieb künstlerisch. (Quelle: Philip Krantz, Krantz NanoArt)

QuantencomputerSpeicherdauer von Qubits weiter verbessert

Einem internationalen Team von Wissenschaftlern ist es gelungen, die Speicherdauer von supraleitenden Quantenschaltern weiter zu verbessern. Dass die darin aufbewahrten Daten möglichst lange erhalten bleiben, ist eine wichtige Voraussetzung für die Realisierung leistungsfähiger Quantencomputer.

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Doktorand Steffen Weimann ist Erstautor des Artikels, in dem dargestellt wird, dass auch in PT-symmetrischen Systemen sogenannte topologische Oberflächenzustände existieren können. (Foto: Jan-Peter Kasper/FSU)

Gespiegelte SystemeNeue Perspektiven für die Leitung von Licht

Um physikalische Erkenntnisse und Theorien auszudrücken, bedient sich die Wissenschaft der Mathematik. Die ganze Welt lässt sich durch Gleichungen beschreiben – da sind sich alle Physiker einig.

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