Forschung mit Myonen

14. Dezember 2017

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Wir starten mit 500 Millionen Myonen

Forschung mit Myonen

Mit Myonen lassen sich Materialien für die Elektronik der Zukunft untersuchen. Die beiden PSI-Forscher Alex Amato und Thomas Prokscha erklären im Interview die Besonderheit dieser Elementarteilchen.

14. September 2017

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Der Schwerarbeiter aus dem Misox

Materie und Material Forschung mit Myonen Teilchenphysik

Aldo Antognini liegen Physik und Geselligkeit im Blut

Mehr als 2'200'000 Franken hat Aldo Antognini von der EU für sein neuestes Experiment bekommen. Er will herausfinden, wie der Magnetismus im Proton verteilt ist. Dabei wird der Teilchenphysiker nicht nur seine wissenschaflichen und technischen, sondern auch seine sozialen Talente einsetzen können.

12. August 2016

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Auch das Deuteron gibt Rätsel auf

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Das Deuteron ist – genau wie das Proton – kleiner als bisher gedacht
Das Deuteron – einer der einfachsten Atomkerne, bestehend aus nur einem Proton und einem Neutron – ist deutlich kleiner als bislang gedacht. Dieses neue Forschungsergebnis passt zu einer Studie aus dem Jahr 2010, bei dem ebenfalls am Paul Scherrer Institut PSI das Proton vermessen wurde und ebenfalls ein kleinerer Wert gefunden wurde als erwartet. Das Ergebnis von 2010 begründete das seither sogenannte Rätsel um den Protonradius.

9. März 2016

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Fünfhunderttausend Mal unwahrscheinlicher als ein Lottogewinn

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Seltenheit eines Teilchenzerfalls vermessen
Im sogenannten MEG-Experiment am PSI suchen Forschende nach einem extrem unwahrscheinlichen Zerfallspfad bestimmter Elementarteilchen namens Myonen. Genauer gesagt beziffern sie eben diese Unwahrscheinlichkeit. Ihre neueste Zahl lautet: Dieser Zerfall geschieht in weniger als 1 zu 2,4 Billionen der Fälle. Mithilfe dieses Ergebnisses können theoretische Physiker aussortieren, welche ihrer Ansätze zur Beschreibung des Universums der Realität standhalten.

8. Dezember 2015

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Die Vermessung der Gleichzeitigkeit

Forschung mit Myonen Teilchenphysik

Was macht ein Physiker, wenn sein Experiment eine hochgenaue Zeiterfassung benötigt? So genau, dass bestehende Elektronik kaum weiterhilft? Ein Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI hat sich kurzerhand entschlossen, selbst eine Lösung zu entwickeln. Die heisst DRS4 und ist ein hochpräziser Elektronikchip, der die Physik unseres gesamten Universums entschlüsseln könnte. Nebenbei hilft der Chip schon heute Ärzten, Hirntumore genauestens zu lokalisieren.

21. September 2015

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Winzige Magnete imitieren Dampf, Wasser und Eis

Medienmitteilungen Materialforschung Materie und Material Forschung mit Myonen Mikro- und Nanotechnologie

Aus einer Milliarde winziger Magnete haben Forschende am Paul Scherrer Institut PSI ein künstliches Material erschaffen, ein sogenanntes Metamaterial. Überraschenderweise zeigt sich nun, dass seine magnetischen Eigenschaften sich je nach Temperatur ändern, so dass es verschiedene Zustände einnehmen kann; ähnlich wie Wasser einen gasförmigen, flüssigen und festen Zustand hat.

6. August 2015

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Magnete aus unmagnetischen Metallen

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Ein international zusammengesetztes Forschungsteam hat zum ersten Mal gezeigt, wie man von Natur aus unmagnetische Metalle wie etwa Kupfer magnetisch machen kann. Die Entdeckung könnte helfen, neuartige Magnete für unterschiedlichste technische Anwendungen zu entwickeln. Messungen, die für das Verständnis des Phänomens entscheidend waren, wurden am PSI durchgeführt. Nur hier lassen sich magnetische Vorgänge im Inneren von Materialien in dem nötigen Detail untersuchen.

24. Februar 2014

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Der Protonenbeschleuniger des PSI: 40 Jahre Spitzenforschung

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Materialforschung, Teilchenphysik, Molekularbiologie, Archäologie – seit 40 Jahren ermöglicht der grosse Protonenbeschleuniger des Paul Scherrer Instituts PSI Spitzenforschung auf verschiedenen Gebieten. Bei einem Festsymposium am 24. Februar 2014 wird das Jubiläum gefeiert.

1. Oktober 2013

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Ein entscheidender Zerfall

Forschung mit Myonen Teilchenphysik

Ein seltener Vorgang in der Natur soll darüber entscheiden, wie wir in Zukunft am besten unser Universum beschreiben. Es handelt sich um einen bestimmten Zerfall einer bestimmten Elementarteilchensorte: der Myonen. Diese Teilchen leben nicht lange und zerfallen in verschiedene andere Partikel. Doch ein ganz besonderer Zerfallsprozess ist laut den einen theoretischen Modellen praktisch verboten, laut den anderen aber erlaubt. Welche Theorie hat recht? Durch die genaueste Beobachtung von vielen hundert Billionen Teilchenzerfällen sind Physiker am Paul Scherrer Institut diesem Rätsel näher gekommen. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachblatt Physical Review Letters veröffentlicht.

17. Mai 2013

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Experimente in Millionstelsekunden

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Myonen – instabile Elementarteilchen – bieten Forschenden wichtige Einblicke in den Aufbau der Materie. Sie liefern Informationen über Vorgänge in modernen Materialien, über die Eigenschaften von Elementarteilchen und über die Grundstrukturen der physikalischen Welt. Viele Myonenexperimente sind nur am Paul Scherrer Institut möglich, weil hier besonders intensive Myonenstrahlen zur Verfügung stehen.

25. Januar 2013

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Weiter Rätsel um das Proton

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Ein internationales Forscherteam hat mittels Laserspektroskopie an exotischem Wasserstoff den unerwartet kleinen Wert für den Protonenradius bestätigt. Die Experimente wurden am PSI durchgeführt. Das PSI erzeugt als einziges Forschungszentrum weltweit ausreichend viele Myonen für die Herstellung der exotischen Wasserstoffatome aus Proton und Myon.

7. Januar 2013

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Die schwache Seite des Protons

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Ein internationales Forschungsteam hat mit grosser Genauigkeit bestimmt, wie das Proton an der schwachen Wechselwirkung – einer der vier fundamentalen Kräfte der Natur – teilhat. Die Ergebnisse bestätigen die theoretischen Voraussagen des Standardmodells der Teilchenphysik. In dem Experiment wurde beobachtet, mit welcher Wahrscheinlichkeit Myonen von Protonen eingefangen werden – ein Prozess, der von der schwachen Wechselwirkung bestimmt wird. Das Experiment wurde am Paul Scherrer Institut PSI durchgeführt, dem einzigen Ort weltweit, an dem genügend Myonen zur Verfügung stehen.

23. November 2011

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Erkenntnis aus dem Nichts

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Zwei Experimente mit massgeblicher Beteiligung von Forschern des Paul Scherrer Instituts PSI liefern wichtige Ergebnisse bei der Suche nach der richtigen Beschreibung der Welt der kleinsten Teilchen. In den Experimenten haben die Physiker nach sehr seltenen Teilchenzerfällen gesucht. In beiden Fällen konnte der gesuchte Zerfall nicht beobachtet werden wodurch bestimmte Modelle der Teilchenphysik ausgeschlossen werden konnten.

20. Mai 2011

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Der Unterschied zwischen dünn und sehr dünn

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Materialforschung in neuer Dimension

Viele Materialien haben eine spezielle kristalline Struktur – ihre Atome sind übereinander in Schichten angeordnet. Ein deutsch-schweizerisches Forscherteam hat zum ersten Mal präzise beobachtet, wie die physikalischen Eigenschaften einer Substanz von der Zahl dieser Schichten abhängen. Dass sich die physikalischen Charakteristika nun auch auf diese Weise kontrollieren lassen, eröffnet neue Möglichkeiten, Stoffe zu identifizieren, aus denen die Computerchips der Zukunft gemacht sein könnten.

25. Januar 2011

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Wie stark ist die schwache Kraft?

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Eine neue Messung der Lebensdauer des Myons – die genaueste Bestimmung einer Lebensdauer in der Welt der kleinen Teilchen – liefert einen hochgenauen Wert für einen Parameter, der für die Bestimmung der Stärke der schwachen Kernkraft entscheidend ist. Die Experimente wurden von einem internationalen Forschungsteam am Paul Scherrer Institut durchgeführt.

13. Dezember 2010

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Zukünftig auf demselben Chip: Daten speichern und verarbeiten

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Myonen

Forschern ist es gelungen, magnetisch polarisierte Elektronen mit elektrischen Feldern zu beeinflussen. Diese wichtige Entdeckung könnte es ermöglichen, die Eigenschaften von Elektronen in einem Computerchip gleichzeitig für Verarbeitung und Speicherung von Daten zu nutzen. In Zukunft könnte dies die Entwicklung erheblich sparsamerer und leichterer elektronischer Geräte aller Art ermöglichen.

8. Juli 2010

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Proton kleiner als gedacht

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Das Proton – einer der Grundbausteine der Materie – ist kleiner als bisher angenommen. Das haben Experimente eines internationalen Forschungsteams bewiesen, die am Paul Scherrer Institut PSI im schweizerischen Villigen durchgeführt worden sind.

1. Dezember 2009

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Die Myonen-Quelle SμS

Forschung mit Myonen Materie und Material Grossforschungsanlagen

Deren Herzstück sind zwei Targets – Kohlenstoffringe, auf die der Strahl schneller Protonen aus der Protonenbeschleunigeranlage des PSI trifft.

Durch die Kollisionen der Protonen mit den Kernen des Kohlenstoffs entstehen die Myonen. Dabei trifft der Protonenstrahl zuerst auf das eine Target und dann auf das zweite und fliegt dann zum Bleitarget der Neutronenquelle SINQ weiter. Das PSI betreibt zwei Myonentargets, weil ein Einzelnes nicht alle Experimente versorgen könnte. Die Myonen werden mit Hilfe von Magneten zu den einzelnen Messplätzen geleitet. Zurzeit gibt es am PSI sechs Messplätze für Experimente zur Festkörperphysik mit Myonen.

1. Dezember 2009

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Die Protonenbeschleunigeranlage des PSI

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Forschung mit Neutronen Forschung mit Myonen Grossforschungsanlagen Teilchenphysik

Die am PSI für Experimente benötigten Neutronen und Myonen werden erzeugt, indem man einen Strahl sehr schneller Protonen auf ein sogenanntes Target prallen lässt – aus Blei an der Neutronenquelle SINQ und aus Kohlenstoff an der Myonenquelle SμS. Die Protonen werden dafür in der Beschleunigeranlage des PSI auf eine Geschwindigkeit von rund 80% der Lichtgeschwindigkeit gebracht. Die Protonenbeschleunigeranlage ging 1974 in Betrieb und erzeugt heute nach zahlreichen Verbesserungen den intensivsten Protonenstrahl weltweit.

1. Dezember 2009

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Nutzerdienst – Service für die Forschergemeinde

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Forschung mit Myonen Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen Teilchenphysik

Neutronen, Synchrotronlicht und Myonen sind für Forschende vieler Disziplinen äusserst nützlich. Mit diesen Sonden lässt sich der Aufbau von Kristallen entschlüsseln, sie helfen beim Verständnis magnetischer Vorgänge oder klären Strukturen biologischer Materialien auf. Gleichzeitig ist es mit einem so grossen Aufwand verbunden, diese Sonden zu erzeugen, dass die meisten Forschergruppen am eigenen Institut keine Neutronen-, Myonen- oder Synchrotronlichtquelle vorfinden werden.

1. Dezember 2009

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Forschen mit Myonen

Materie und Material Forschung mit Myonen

Myonen sind instabile Elementarteilchen, mit deren Hilfe man Magnetfelder im Inneren von Festkörpern bestimmen kann. Eine grosse Bedeutung hat die Forschung mit Myonen bei Untersuchungen an Hochtemperatursupraleitern und magnetischen Materialien. Myonen für die Festkörperforschung stehen in Europa nur an zwei Orten zur Verfügung: am PSI und in England. Die Experimentiermöglichkeiten mit langsamen Myonen, die das PSI bietet, sind weltweit einzigartig.

23. Februar 2009

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Entsteht Supraleitung doch ganz anders?

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Myonen

Publikation in Nature Materials.
Ergebnisse vom Paul Scherrer Institut stellen gängige Theorien der Hochtemperatursupraleitung in Frage.

24. November 2008

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Was beim Computer im Kopf vorgeht

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Myonen

Publikation in der Online-Ausgabe von Nature. Ein Forscherteam unter der Leitung von Alan Drew (Univ. Freiburg, Schweiz und Queen Mary College, London, England) und Elvezio Morenzoni (Paul Scherrer Institut, Villigen, Schweiz) hat als erstes im Detail die magnetischen Vorgänge in einem Lesekopf – ähnlich dem, der Daten von der Festplatte eines Computers liest – verfolgt.
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