Materialforschung
Einmalig scharfer Röntgenblick
Ein neues Verfahren des PSI erlaubt die quantenphysikalische Erforschung von Materialien mithilfe von Röntgenlasern.
Was Wasser mit Quantenmagneten gemein hat
Bei hohem Druck verschmelzen flüssiges Wasser und Wasserdampf – die Phasengrenze verschwindet. Forschende haben jetzt ein ähnliches Verhalten in einem Quantenmagneten entdeckt.
Kompakt und leistungsstark wie ein Schweizer Taschenmesser
Der Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL ist tatsächlich so kompakt, stark und vielseitig, wie er geplant war.
Dreidimensionaler Blick in aktive Katalysatoren
Die operando-Röntgenspektroskopie erlaubt einen Blick ins Innere laufender Chemiereaktoren. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), am Paul Scherrer Institut PSI und an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Frankreich setzen die Methode erfolgreich ein.
Ein elektronisches Material massschneidern
Forschende am PSI haben ein Material untersucht, das sich für zukünftige Anwendungen in der Datenspeicherung eignen könnte. Mit einem Trick haben sie die Kristallstruktur ihrer Probe gezielt verzerrt und dabei vermessen, wie dies die magnetischen und elektronischen Eigenschaften beeinflusst.
Bessere Katalysatoren für eine nachhaltige Bioökonomie
Zeolithe sind bereits heute unerlässliche Hilfsmittel in der chemischen Industrie – Forschende vom Paul Scherrer Institut PSI und von der ETH Zürich schlagen jetzt Wege vor, diese noch leistungsstärker zu machen.
Nanowelten in 3-D
Tomogramme aus dem Inneren von Fossilien, Hirnzellen oder Computerchips liefern neue Erkenntnisse über feinste Strukturen. Die 3-D-Bilder gelingen mithilfe der Röntgenstrahlen der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS dank eigens entwickelter Detektoren und raffinierter Computeralgorithmen.
Kurzfilm eines magnetischen Nanowirbels
Mit einer neu entwickelten Untersuchungsmethode konnten Forschende die magnetische Struktur im Inneren eines Materials mit Nanometer-Auflösung abbilden. Ihnen gelang ein kurzer «Film» aus sieben Bildern, der erstmalig in 3-D zeigt, wie sich winzige Wirbel der Magnetisierung tief im Inneren eines Materials verändern.
Gut lackierte Geigen spielen länger
Traditionell werden Geigen lackiert, um sie vor Luftfeuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen zu schützen. Ein Wissenschaftler-Team hat am PSI untersucht, welchen Einfluss unterschiedliche Anstriche auf das Instrument haben. Tatsächlich sollte man auf den Lack keinesfalls komplett verzichten.
Auf dem Weg zu intelligenten Mikrorobotern
Er erinnert an einen Papiervogel, der mithilfe der japanischen Faltkunst Origami gefertigt wurde: ein Mikroroboter, der die Kraft von Magnetfeldern nutzt, um sich zu bewegen. Unter anderem in der Medizin könnten solche winzigen Maschinen bei Operationen zum Einsatz kommen.
Vom Walkman zum Elektroauto
Drei Forscher teilen sich dieses Jahr den Nobelpreis in Chemie. Sie werden ausgezeichnet für ihren jeweiligen Beitrag zur Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Petr Novák forscht am PSI ebenfalls in diesem Bereich und kennt die drei Preisträger seit Jahrzehnten persönlich. Im Interview erzählt er, wie er einem von ihnen im entscheidenden Moment gegenübersass.
Forschen und Tüfteln – Der SwissFEL im Jahr 2019
Die neueste Grossforschungsanlage am PSI, der SwissFEL, ist fertiggestellt. Im Januar 2019 begann der Regelbetrieb. Henrik Lemke, Leiter der Gruppe SwissFEL Bernina, zieht eine erste Zwischenbilanz.
Starke Magnetfelder mit Neutronen sichtbar machen
Erstmals haben PSI-Forschende mithilfe von Neutronen auch sehr starke Magnetfelder sichtbar gemacht, die bis zu eine Million Mal stärker sind als das Erdmagnetfeld. Damit lassen sich nun auch Magnete untersuchen, die bereits in Geräte wie Magnetresonanztomografen oder Lichtmaschinen eingebaut sind.
Weyl-Fermionen in einer weiteren Materialklasse entdeckt
Eine besondere Art von Teilchen, sogenannte Weyl-Fermionen, waren bislang nur in bestimmten nicht-magnetischen Materialien gefunden worden. Jetzt aber haben PSI-Forschende sie erstmals auch in einem besonderen paramagnetischen Material experimentell nachgewiesen.
Neues Material mit magnetischem Formgedächtnis
PSI-Forschende haben ein Material entwickelt, dessen Formgedächtnis durch Magnetismus aktiviert wird. Anwendungsgebiete für diese neue Art von Verbundstoffen sind beispielsweise Medizin, Raumfahrt, Elektronik oder Robotik.
Neuartiges Material zeigt auch neue Quasiteilchen
Forschende des PSI haben an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS ein neuartiges kristallines Material untersucht, das bislang nie gesehene elektronische Eigenschaften zeigt. Unter anderem konnten sie eine neue Sorte Quasiteilchen nachweisen: sogenannte Rarita-Schwinger-Fermionen.
Ein Kompass, der nach Westen zeigt
Forschende des PSI haben mithilfe der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS ein neues Phänomen des Magnetismus entdeckt. Dabei verhalten sich bestimmte Atomgruppen wie ein Kompass, der nach Westen zeigt. Damit könnten Computer wesentlich leistungsfähiger werden.
Elektronen zuschauen und Bits anknipsen
Kleiner, schneller und vor allem energieeffizienter soll die Elektronik werden. Auch in mehreren Forschungsgruppen am PSI sind diese Themen präsent. Von schrittweisen Verbesserungen bis zum kompletten Umdenken – wer tüftelt derzeit woran?
«Jetzt ist es Zeit für etwas Neues»
Macht man elektronische Bauteile kleiner, werden sie leider heisser. Auch ist bald die Grenze der technisch machbaren Verkleinerung erreicht. Am PSI arbeiten Gabriel Aeppli und Christian Rüegg an grundlegend neuen, physikalischen Lösungen für bessere Rechner und Datenspeicher.
EU bewilligt 14 Millionen für Schweizer Forschende
Ein Team mit drei Forschenden aus dem ETH-Bereich wurde mit einem prestigeträchtigen EU-Förderpreis ausgezeichnet. Heute erhielten sie den von der EU unterzeichneten Vertrag zur Bestätigung der ausserordentlich hohen Finanzierung in Höhe von 14 Millionen Euro. Damit werden sie Quanteneffekte untersuchen, die das Rückgrat der Elektronik der Zukunft bilden könnten.