Scientific Highlights from PSI's research divisions
Research with Neutrons and Muons (NUM)
Fractional antiferromagnetic skyrmion lattice induced by anisotropic couplings
Magnetic skyrmions are topological solitons with a nanoscale winding spin texture that hold promise for spintronics applications. Skyrmions have so far been observed in a variety of magnets that exhibit nearly parallel alignment for neighbouring spins, but theoretically skyrmions with anti-parallel neighbouring spins are also possible. Such antiferromagnetic skyrmions may allow more flexible control than conventional ferromagnetic skyrmions. Here, by combining neutron scattering measurements and Monte Carlo simulations, we show that a fractional antiferromagnetic skyrmion lattice is stabilized in MnSc2S4 through anisotropic couplings.
Strain engineering of the charge and spin-orbital interactions in Sr2IrO4
Understanding the relationship between entangled degrees of freedom (DOF) is a central problem in correlated materials and the possibility to influence their balance is promising toward realizing novel functionalities. In Sr2IrO4, the interaction between spin–orbit coupling and electron correlations induces an exotic ground state with magnetotransport properties promising for antiferromagnetic spintronics applications.
Photon Science Division (PSD)
PSI - member of the Microsoft Quantum Network
The PSD is a research partner in the Microsoft Quantum Network, which is a broad community of individuals and organizations collaborating with Microsoft to advance a comprehensive quantum ecosystem, develop practical solutions, and build a robust quantum workforce.
The institutions of scientific excellence are partnering collaboratively with Microsoft to pursue the advancement of quantum computing research, development, and education. The large scale facilities at PSI, in particular the Swiss Light Source, offers unique characterizations techniques to shed light on the secrets of functional materials.
First light in the SwissFEL Maloja endstation
The first endstation at the SwissFEL Athos soft X-ray branch is rapidly developing and on track for first experiments in 2021.
Biology and Chemistry (BIO)
Informationen in die Zelle bringen
Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben einen wichtigen Teil eines Signalweges aufgeklärt, der Informationen durch die Zellmembran in das Innere einer Zelle überträgt. Dieser existiert bei allen Säugetieren und spielt unter anderem bei der Regulierung des Herzschlages eine wichtige Rolle. Die neuen Erkenntnisse könnten zu neuen Therapien führen.
Eine biotechnologische Revolution
Gebhard Schertler ist Leiter des Forschungsbereichs Biologie und Chemie am Paul Scherrer Institut PSI und Professor für Strukturbiologie an der ETH Zürich. In diesem Interview spricht er über die biologische Forschung am PSI und die Zukunft der Medikamentenentwicklung.
General Energy (ENE)
Einfache Experimente zeigen: so gut schützen uns Masken und andere Materialien
Spätestens seit Corona ist der Maskengebrauch auch in der Schweiz im Alltag präsent. Doch wie gut können wir uns und andere mit verschieden Materialien vor kleineren und grösseren Partikeln schützen? Das alljährlich durchgeführte PSI Feriencamp bietet Kindern einen spannenden Einblick in die faszinierende Welt der Forschung. In diesem Jahr gingen Kinder an einer Projektstation genau dieser Frage nach. Dabei untersuchten sie, wie gut verschiedene Materialien die im Labor generierten Partikel zurückhalten. Es wurden Textilmasken (im Handel erhältlich, wiederverwendbar, nicht FFP2-zertifiziert), Chirurgenmasken (Einwegmasken, FFP2-zertifiziert), Teefilter, Kaffeefilter, Papiertaschentuch und WC-Papier getestet, und es wurde klar, Maske ist nicht gleich Maske.
Online ultrahigh resolution mass spectrometry for the molecular analysis of the atmosphere
Atmospheric aerosols are considered the single largest uncertainty in assessing the human contribution to global warming and amongst the top five health risks worldwide. Our ability to investigate aerosol sources, their formation processes in the gas-phase, and their societal impacts is largely governed by our capability to measure their molecular constituents in real-time. Researchers at PSI have combined for the first time ultrahigh resolution mass spectrometry with high time resolution and sensitivity for the molecular analysis of aerosols.
Nuclear Energy and Safety Research (NES)
Ökobilanz von Personenwagen – neues Webtool hilft Privatpersonen und Forschenden
Entscheidungshilfe beim Autokauf: Forschende des Paul Scherrer Instituts haben ein Webtool namens «Carculator» entwickelt, mit dem sich detailliert die ökologische Bilanz von Personenwagen vergleichen lässt.
Langfristige Entwicklungen von Energiepreis und -verbrauch in der Industrie
Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben in einem vom Schweizer Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Forschungsprojekt untersucht, wie sich der Energieverbrauch der Schweizer Industrie in Abhängigkeit von den Energiepreisen entwickelt. Ein Resultat: Preissteigerungen bei der Energie wirken sich meist nur langfristig auf den Energieverbrauch aus.
GFA
Demonstration of Large Bandwidth Hard X-Ray Free-Electron Laser Pulses at SwissFEL
We have produced hard x-ray free-electron laser (FEL) radiation with unprecedented large bandwidth tunable up to 2%. The experiments have been carried out at SwissFEL, the x-ray FEL facility at the Paul Scherrer Institute in Switzerland. The bandwidth is enhanced by maximizing the energy chirp of the electron beam, which is accomplished by optimizing the compression setup. We demonstrate continuous tunability of the bandwidth with a simple method only requiring a quadrupole magnet. The generation of such broadband FEL pulses will improve the efficiency of many techniques such as x-ray crystallography and spectroscopy, opening the door to significant progress in photon science. It has already been demonstrated that the broadband pulses of SwissFEL are beneficial to enhance the performance of crystallography, and further SwissFEL users plan to exploit this large bandwidth radiation to improve the efficiency of their measurement techniques.
Generation and measurement of ultralow-emittance electron beams at SwissFEL
The emittance is a fundamental parameter of particle distributions accounting for the average spread of the particles’ positions and momenta. We have generated and characterized intense ultralow-emittance electron beams, setting new standards for electron linear accelerators. The measurements have been carried out at the SwissFEL accelerator of PSI. SwissFEL is one of the few X-ray free-electron lasers (FELs) worldwide, which are cutting-edge research instruments to investigate matter with resolutions at the level of atomic processes.