Materie und Material

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Die vielfältigen Eigenschaften der Materialien, aus denen die Welt besteht, werden dadurch bestimmt, aus welchen Atomen sie bestehen, wie diese angeordnet sind und wie sie sich bewegen können. Die meisten Forschenden auf dem Gebiet Materie und Material des Paul Scherrer Instituts wollen diesen Zusammenhang zwischen innerem Aufbau und beobachtbaren Eigenschaften für unterschiedliche Stoffe aufklären. Die Forschenden des Labors für Teilchenphysik untersuchen Aufbau und Eigenschaften der Elementarteilchen – der kleinsten Bausteine der Materie – und gehen so der fundamentalen Frage nach den Grundstrukturen der Welt nach.

Mehr dazu unter Überblick Materie und Material

15. November 2017

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Noch keine Spur von Dunkler Materie

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen

Keine Hinweise auf Dunkle Materie aus Axionen – Ergebnis eines Experiments am Paul Scherrer Institut PSI schränkt Theorien zur Natur Dunkler Materie weiter ein.

10. Oktober 2017

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Vom goldenen Kaiser zum gefüllten Buddha

Materie und Material Forschung mit Neutronen Forschung mit Synchrotronlicht

Mit Hilfe von Neutronen werden am Paul Scherrer Institut PSI antike Metallobjekte durchleuchtet. Dadurch erkennen Forscher, was in ihrem Innern verborgen ist, wie sie hergestellt wurden – und wie sie sich erhalten lassen.

20. September 2017

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Durchleuchtung für Paläontologen und Archäologen

Materie und Material Forschung mit Neutronen Forschung mit Synchrotronlicht

Federica Marone durchleuchtet Objekte mit hochintensiven Röntgenstrahlen, Eberhard Lehmann mit Neutronen. Beide haben mit ihren Anwendungen schon Paläontologen und Archäologen einen neuen Blick in die Vergangenheit eröffnet.

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.

20. Juli 2017

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Tauchgang in einen Magneten

Medienmitteilungen Materialforschung Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Zum ersten Mal haben Forschende die Richtungen der Magnetisierung in einem dreidimensionalen magnetischen Objekt sichtbar gemacht. Die kleinsten Details in ihrer Visualisierung waren dabei zehntausend Mal kleiner als ein Millimeter. In der sichtbar gemachten magnetischen Struktur stach eine Art von Muster besonders hervor: magnetische Singularitäten namens Bloch-Punkte, die bisher nur in der Theorie bekannt waren.

7. Juli 2017

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Forschungserfahrung aus Kalifornien kommt Schweizer Röntgenlaser SwissFEL zugute

Medienmitteilungen SwissFEL Materie und Material

Ein Freie-Elektronen-Röntgenlaser (FEL) kann extrem schnelle Prozesse sichtbar machen. Ende 2017 werden die ersten Pilotexperimente am Schweizer Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL am Paul Scherrer Institut PSI stattfinden. Zwei aktuelle Publikationen in Science und Nature Communications zeigen, welch herausragende Wissenschaft an einer solchen Anlage möglich ist. Die Arbeiten wurden am Röntgenlaser LCLS in Kalifornien durchgeführt. Mittlerweile sind zwei der führenden Autoren als Wissenschaftler ans PSI übergesiedelt, um ihre Erfahrung beim Ausbau des SwissFEL einzubringen.

29. Juni 2017

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Benzin und Chemikalien aus Pflanzenresten

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung Materie und Material Energie und Umwelt

Lignin fällt als Bestandteil vieler Pflanzen in grossen Mengen an und könnte theoretisch als Ausgangsstoff für die Herstellung von Treibstoffen und Chemikalien genutzt werden. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sich die Vorgänge bei der katalytischen Aufspaltung von Lignin im Detail beobachten lassen. Mit dem gewonnenen Wissen lassen sich die Herstellungsverfahren in Zukunft gezielter verbessern.

18. April 2017

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Seit 20 Jahren erfolgreich: mit Teilchen Materialien untersuchen

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen

Ob Materialien für die Elektronik der Zukunft, Batterien oder Schwerter aus der Bronzezeit – seit 20 Jahren nutzen Forschende verschiedener Disziplinen die Spallations-Neutronenquelle SINQ des Paul Scherrer Instituts PSI für ihre Untersuchungen. Bei einem Symposium am 18. April blickten Forschende auf die Erfolge der Anlage zurück und stellten Pläne für eine Modernisierung vor.

16. März 2017

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3-D-Röntgenbild macht feinste Details eines Computerchips sichtbar

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

Forschende des PSI haben detaillierte 3-D-Röntgenbilder eines handelsüblichen Computerchips erstellt. In ihrem Experiment haben sie ein kleines Stück aus dem Chip untersucht, das sie zuvor herausgeschnitten hatten. Diese Probe blieb dabei während der Messung unbeschädigt. Für Hersteller ist es eine grosse Herausforderung, zu bestimmen, ob der Aufbau ihrer Chips am Ende den Vorgaben entspricht. Somit stellen diese Ergebnisse eine wichtige Anwendung eines Röntgen-Tomografieverfahrens dar, das die PSI-Forschenden seit einigen Jahren entwickeln.

16. Dezember 2016

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Für energiesparende Datenspeicher

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen

Ein neues Material könnte zur Grundlage zukünftiger Datenspeicher werden, denn im Vergleich zu heutigen Festplatten liesse sich damit der Energiebedarf in der Datenspeicherung deutlich senken. Es handelt sich um ein Material aus der Klasse der sogenannten magnetoelektrischen Multiferroika und zeigt die nötigen magnetischen Eigenschaften auch bei Zimmertemperatur.

24. Oktober 2016

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Im chemischen Mikroskop

Forschung mit Synchrotronlicht Materie und Material

Interview mit Daniel Grolimund
Der Forscher Daniel Grolimund ist für eine Strahllinie an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des PSI verantwortlich, an der sich die Verteilung chemischer Verbindungen in verschiedenen Objekten bestimmen lässt. Von diesen Möglichkeiten profitieren Forschende verschiedenster Disziplinen: Batterieforscherinnen genauso wie Biologen, Archäologen und viele andere mehr. Im Interview berichtet er von den vielfältigen Themen, die an der Strahllinie untersucht werden, und den Herausforderungen, die diese Vielfalt mit sich bringt.

11. Oktober 2016

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Wahlweise elektrisch leitend oder isolierend

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Das Material Neodym-Nickel-Oxid ist je nach seiner Temperatur entweder ein Metall oder ein Isolator. Die Möglichkeit, diesen Übergang elektrisch zu steuern, macht das Material zu einem möglichen Kandidaten für Transistoren in modernen elektronischen Geräten. Mittels einer ausgeklügelten Weiterentwicklung der Röntgenstreuung konnten Forschende am Paul Scherrer Institut PSI nun die Ursache dieses Übergangs nachvollziehen: Rund um die Sauerstoffatome sortieren sich die Elektronen um.

5. Oktober 2016

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An den PSI-Grossforschungsanlagen denken Physiker die Nobelpreis-Theorien weiter

Verschiedenes Grossforschungsanlagen Materialforschung Materie und Material

Der diesjährige Nobelpreis für Physik geht an David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz. Die Akademie zitiert in ihrem Hintergrundbericht auch Experimente, die Michel Kenzelmann, heute Laborleiter am PSI, durchgeführt hat. Er und weitere Forschende am PSI experimentieren weiterhin noch auf der Grundlage der Theorien, die jetzt mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden.

4. Oktober 2016

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2,6 Millionen EU-Mittel für die Erforschung von grundlegenden Wechselwirkungen in Magneten

Medienmitteilungen Forschung mit Neutronen Materie und Material

Christian Rüegg erhält die angesehene europäische Förderung ERC Consolidator Grant. Mit dem Geld will er weiter erforschen, wie die kleinsten magnetischen Bausteine der Materie wechselwirken.

6. September 2016

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Der Weg zu besseren Trafos

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen

Dank einer hochmodernen Untersuchungsmethode ist es Forschenden gelungen, in Transformatoren hineinzuschauen und die magnetischen Domänen im Inneren des Trafo-Eisenkerns bei der Arbeit zu beobachten. Transformatoren, kurz Trafos, sind unerlässlich für die Stromversorgung von Industrie und Haushalten. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Untersuchungsmethode sich gewinnbringend zur Entwicklung effizienterer Trafos einsetzen lässt.

12. August 2016

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Auch das Deuteron gibt Rätsel auf

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Myonen

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.

18. Juli 2016

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Per Anhalter zu den Gammablitzen

Medienmitteilungen Materie und Material

Forschende am PSI haben einen Detektor namens POLAR entwickelt. Er soll extreme Energieausbrüche aus den Tiefen des Universums aufspüren und untersuchen. Im kommenden September wird POLAR mit einer chinesischen Weltraummission ins All fliegen.

9. Juni 2016

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Ein Atom aufs Mal

Materie und Material

Die Forschungsgruppe für superschwere Elemente erforscht am PSI die exotischen, instabilen Atome am Ende des Periodensystems der Elemente. Der Traum: Eines Tages die Insel der Stabilität zu entdecken, die auf der Landkarte der Chemiker jenseits der bislang bekannten Elemente existieren könnte.

30. Mai 2016

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Zebra – ein neues Instrument für das PSI

Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen Materie und Material

Interview mit Oksana Zaharko
Neue wissenschaftliche Fragestellungen erfordern immer bessere Experimentieranlagen. PSI-Forscherin Oksana Zaharko berichtet im Interview über die Herausforderungen beim Aufbau eines neuen Instruments für die Forschung mit Neutronen.

17. März 2016

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Neues Teilchen könnte Grundlage energiesparender Elektronik bilden

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung Materie und Material

Das erst im vergangenen Jahr entdeckte Weyl-Fermion bewegt sich in Materialien praktisch ohne Widerstand. Nun zeigen Forscher einen Weg, wie man es in elektronischen Bauteilen einsetzen könnte.

11. Februar 2016

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Massstabsgetreues Mikro-Matterhorn

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Mikro- und Nanotechnologie

Forschende des Paul Scherrer Instituts haben in grosser Zahl detaillierte Modelle des Matterhorns erzeugt, die jeweils weniger als ein Zehntel eines Millimeters gross sind. Damit führen sie vor, wie so feine 3-D-Objekte in Serie hergestellt werden könnten. Materialien, deren Oberfläche mit einem Muster aus solchen winzigen 3-D-Strukturen versehen ist, haben oft besondere Eigenschaften, die beispielsweise helfen könnten, den Verschleiss von Maschinenbauteilen zu reduzieren.

27. Januar 2016

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Schwerfälliger Stromfluss könnte Weg zu energiesparenden Computern weisen

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Computer und andere elektronische Geräte haben heute einen beträchtlichen Anteil am weltweiten Energieverbrauch. Mit den heute genutzten Technologien lässt sich dieser Verbrauch aber kaum senken, sodass die Chips in den energiesparenden Geräten der Zukunft aus neuartigen Materialien bestehen werden. Neueste Forschungsergebnisse aus dem Paul Scherrer Institut PSI geben Hinweise darauf, wie man zu solchen Materialien kommen könnte.

7. Januar 2016

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Neutronen zeigen Verteilung von Flussschlauch-Inseln

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen

Normalerweise verdrängen Supraleiter angelegte Magnetfelder. Im Inneren von Typ-II-Supraleitern bilden sich aber dünne Kanäle, sogenannte Flussschläuche, durch die das Magnetfeld geleitet wird, während das restliche Material feldfrei und supraleitend bleibt. In dem Metall Niob bündeln sich die Flussschläuche zu kleinen Inseln zusammen und bilden dabei komplexe Muster, welche in ähnlicher Form zahlreich in der Natur anzutreffen sind. Forschende des PSI und der TU München haben als erste Neutronenexperimente zur Untersuchung dieser Strukturen in dem Metall Niob durchgeführt und dabei die Verteilung der Inseln im Detail sichtbar gemacht.

12. November 2015

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Cousin des Elektrons nach 86 Jahren gefunden

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Physiker des Paul Scherrer Instituts PSI haben bei Versuchen an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS ein Teilchen nachgewiesen, dessen Existenz bereits vor 86 Jahren vorausgesagt worden war. Es handelt sich um ein Mitglied der Teilchenfamilie, zu denen auch das Elektron, der Träger elektrischer Ströme, gehört. Anders als das Elektron hat das neue Teilchen aber keine Masse und es kommt nur in einer bestimmten Klasse von Materialien vor, die als Weyl-Halbmetalle bezeichnet werden.

5. November 2015

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Struktur der Betonkrankheit entschlüsselt

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materie und Material

Wenn Brücken, Staumauern und andere Bauwerke aus Beton nach einigen Jahrzehnten von dunklen Rissen durchzogen sind, dann ist die sogenannte Betonkrankheit die Ursache. Wie das Material, das in diesen Rissen entsteht, auf der Ebene einzelner Atome aufgebaut ist, haben jetzt Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der Empa entschlüsselt - und dabei eine bislang unbekannte kristalline Anordnung der Atome entdeckt.

29. Oktober 2015

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Röntgenforschung im Ufo

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen

Die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS fällt zuerst durch ihr markantes Gebäude auf. Innen beeindruckt sie mit Spitzenforschung. Ein Streifzug durch die Welt, in der Elektronen Slalomkurse einlegen und Röntgenstrahlen Proteine entschlüsseln.

26. Oktober 2015

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Ins rechte Licht gerückt

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung SwissFEL

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI konnten mit handelsüblicher Kamera-Technologie Terahertzlicht visualisieren. Damit eröffnen sie nicht nur eine kostengünstige Alternative zum bisher üblichen Verfahren. Auch die Bildauflösung konnten sie im Vergleich um das 25-Fache verbessern. Durch seine besonderen Eigenschaften ist Terahertzlicht für viele Anwendungen interessant. Am PSI wird es bei den Experimenten am Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL zum Einsatz kommen.

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.

3. September 2015

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Auf der Suche nach dem kleinsten Bit

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung

Für immer kompaktere Speichermedien der Zukunft müssen magnetische Bereiche – die Speicherbits – immer kleiner werden. Doch wie klein kann ein Magnet überhaupt werden? Frithjof Nolting und seine Kollegen erforschen am Paul Scherrer Institut PSI den Nanomagnetismus.

17. August 2015

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Kleinstmöglicher Lichtblitz erzeugt

Materie und Material Materialforschung

Am Paul Scherrer Institut ist es Forschenden gelungen, den kleinstmöglichen Blitz aus Terahertzlicht zu erzeugen. Damit eröffnet sich ein neuer Weg, um die Eigenschaften von Materialien zu untersuchen.

6. August 2015

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Magnete aus unmagnetischen Metallen

Medienmitteilungen Materialforschung Materie und Material Forschung mit Myonen

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.

2. Juli 2015

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Sieben Nanometer für die Elektronik der Zukunft

Mikro- und Nanotechnologie Materialforschung Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Forschenden des Paul Scherrer Instituts ist es gelungen, in einem Halbleitermaterial regelmässige Muster zu erzeugen, die 16 Mal kleiner sind als diejenigen heutiger Computer-Chips. Damit haben sie einen wichtigen Schritt zu noch kleineren Computerbauteilen gemacht. Strukturen dieser Grösse sieht die Industrie als Standard für das Jahr 2028 vor.

20. März 2015

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Nanometer in 3-D

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Mikro- und Nanotechnologie

Forschende haben 3-D-Bilder winziger Objekte erzeugt und konnten dabei sogar 25 Nanometer grosse Details (1 Nanometer = 1 Millionstel eines Millimeters) sichtbar machen. Dabei haben sie nicht nur die Form der Untersuchungsgegenstände bestimmen können, sondern auch gezeigt, wie ein bestimmtes chemisches Element (Kobalt) darin verteilt ist und ob es in einer chemischen Verbindung oder in Reinform vorliegt.

19. Januar 2015

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Neuer Laser für Computerchips

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Mikro- und Nanotechnologie

Germanium-Zinn-Halbleiterlaser lässt sich direkt auf Siliziumchips aufbringen
Winzige Laser, die in Computerchips aus Silizium eingebaut werden, sollen in Zukunft die Kommunikation innerhalb der Chips und zwischen verschiedenen Bauteilen eines Computers beschleunigen. Lange suchten Experten nach einem dafür geeigneten Lasermaterial, das sich mit dem Fertigungsprozess von Siliziumchips vereinbaren lässt. Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich und des Paul Scherrer Instituts PSI haben hier nun einen wichtigen Fortschritt erzielt.

12. Januar 2015

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Batman zeigt den Weg zu kompakter Datenspeicherung

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung

Forschenden am Paul Scherrer Institut PSI ist es gelungen, winzige magnetische Strukturen mit Laserlicht umzuschalten und die Veränderung zeitlich zu verfolgen. Dabei blinkte kurz ein nanometergrosser Bereich auf, der skurrilerweise an das Fledermaus-Symbol von Batman erinnert. Die Forschungsergebnisse könnten die Datenspeicherung auf Festplatten kompakter, schneller und effizienter machen.

19. Oktober 2014

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Erstaunliches Verhalten in Hochtemperatursupraleitern beobachtet

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Neuer Effekt möglicherweise wichtig für grundsätzliches Verständnis
Ein international besetztes Forschungsteam hat in Experimenten am PSI ein neues unerwartetes Verhalten in kupferbasierten Hochtemperatursupraleitern beobachtet. Die Erklärung des neuen Phänomens – einer unerwarteten Form gemeinsamer Bewegung der elektrischen Ladungen – stellt für die Forschenden eine grosse Herausforderung dar. Sollte sie gelingen, könnte das einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Hochtemperatursupraleitung an sich darstellen.

12. Oktober 2014

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Nützlich für Spintronik: kostspieliger Spurwechsel auf der Elektronenautobahn

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung Materie und Material

Der Bedarf an immer schnelleren und effizienteren Bauteilen für die Elektronik wächst rasant. Dafür braucht es neue Materialien mit neuen Eigenschaften. Hierbei spielen Oxide, insbesondere auf Basis von Strontiumtitanat (SrTiO3) eine wichtige Rolle. Nun wurde im Rahmen einer internationalen Forschungskooperation unter Leitung des PSI nachgewiesen, dass diese Materialien ein Verhalten zeigen, das für die Spintronik nützlich sein könnte.

4. September 2014

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Mit Licht neues Material erzeugt

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen Materialforschung Materie und Material SwissFEL SwissFEL Experimente

Forschende des Paul Scherrer Instituts haben mithilfe kurzer Lichtblitze aus einem Laser die Eigenschaften eines Materials kurzzeitig so deutlich verändert, dass gewissermassen ein neues Material entstanden ist und die Veränderungen am Röntgenlaser LCLS in Kalifornien untersucht. Nach der Inbetriebnahme des PSI-Röntgenlasers SwissFEL werden solche Experimente auch am PSI möglich sein.

30. Juli 2014

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Geordneter Elektronenfluss im Isolator

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung Materie und Material

Forschende des PSI, der EPFL und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben gezeigt, dass das Material SmB6 alle Eigenschaften eines topologischen Isolators zeigt, also eines Materials, an dessen Oberfläche polarisierte Ströme fliessen können. Das Besondere an diesem Material ist, dass die Eigenschaft sehr robust ist – an der Materialoberfläche fliessen nur polarisierte Ströme und die Eigenschaft bleibt auch bei kleinen Unregelmässigkeiten in der Struktur oder Zusammensetzung des Materials erhalten. Polarisierte Ströme sind für die Spintronik – Elektronik, die den Elektronenspin nutzt – wichtig.

8. April 2014

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Sternmaterie aus dem Paul Scherrer Institut

Medienmitteilungen Materie und Material

Vorgänge in Sternen mit Isotopen aus dem PSI nachgestellt
In den Forschungsanlagen des Paul Scherrer Instituts entstehen Isotope, die sonst nur in explodierenden Sternen – den Supernovae – existieren. Damit lassen sich im Labor Vorgänge nachstellen, wie sie im Inneren der Sterne stattfinden. So hat ein internationales Forschungsteam das Titan-Isotop Ti-44 verwendet, um am CERN in Genf einen solchen Vorgang zu untersuchen. Dabei wurde deutlich, dass dieser weniger effektiv ist als bisher angenommen und man deswegen die bisherigen theoretischen Berechnungen von Abläufen in den Sternen wird korrigieren müssen.

6. März 2014

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Mit Röntgenlaser live beobachtet: Elektrizität steuert Magnetisierung

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung Materie und Material SwissFEL

Forscher von ETH und PSI zeigen, wie sich in neuartigen Materialien die magnetische Struktur schnell ändern lässt. Der Effekt könnte in zukünftigen leistungsfähigen Festplatten Anwendung finden.

24. Februar 2014

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Der Protonenbeschleuniger des PSI: 40 Jahre Spitzenforschung

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

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.

22. Dezember 2013

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Supraleitung mit Magnetfeld eingeschaltet

Medienmitteilungen Forschung mit Neutronen Materialforschung Materie und Material

Meist sieht man Supraleitung und Magnetfelder als Konkurrenten – sehr starke Magnetfelder zerstören in der Regel den supraleitenden Zustand. Physiker des Paul Scherrer Instituts PSI haben nun gezeigt, dass in dem Material CeCoIn5 ein neuartiger supraleitender Zustand erst bei starken externen Magnetfeldern entsteht und dann durch Veränderung des Feldes manipuliert werden kann. Das Material ist auch schon bei schwächeren Feldern supraleitend, bei starken Feldern entsteht aber ein zusätzlicher zweiter supraleitender Zustand, so dass gleichzeitig im selben Material zwei unterschiedliche supraleitende Zustände existieren.

12. November 2013

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Elektronen mit „gespaltener Persönlichkeit“

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung Materie und Material

Im supraleitenden Material La1.77Sr0.23CuO4 verhält sich oberhalb der Übergangstemperatur ein Teil der Elektronen wie in einem konventionellen Metall, ein anderer Teile wie in einem unkonventionellen – je nach Bewegungsrichtung. Das zeigen Untersuchungen an der SLS. Die Entdeckung dieser Anisotropie liefert einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Hochtemperatursupraleitung. Ausserdem wird man diesen Effekt in zukünftigen Experimenten und Theorien berücksichtigen müssen.

31. Oktober 2013

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Seltene Teilchenzerfälle stützen Standardmodell

Materie und Material Teilchenphysik

Forschende des Paul Scherrer Instituts haben aus den am CMS-Detektor am CERN gemessenen Daten erstmals den sehr seltenen Zerfall des Bs-Mesons in zwei Myonen mit hinreichender Sicherheit beobachtet und seine Häufigkeit bestimmt. Ihre Ergebnisse stimmen sehr gut mit den Voraussagen des Standardmodells der Teilchenphysik überein.

26. September 2013

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Auf dem Weg zu Natrium-Ionen-Batterien

Forschung mit Neutronen Materie und Material Speicher

Natriumdynamik auf mikroskopischem Niveau verstehen
Lithium-Ionen-Batterien sind sehr leistungsstark, doch die Nutzung von Lithium hat Nachteile: es ist teuer und seine Gewinnung belastet die Umwelt. Eine Möglichkeit, diese Nachteile zu umgehen, wäre statt Lithium Natrium zu verwenden. Um eine Natrium-Ionen-Batterie zu bauen, muss man verstehen, wie sich die Natrium-Ionen in den entsprechen Materialien bewegen. Forschende des Paul Scherrer Instituts haben nun erstmals die Pfade bestimmt, auf denen sich Natrium-Ionen in einem möglichen Batterie-Material bewegen. Mit diesem Wissen kann man überlegen, wie man durch geringe Änderungen der Struktur oder der Zusammensetzung neue Materialien erzeugen kann, die Eigenschaften haben, wie sie in zukünftigen Batterien gebraucht würden.

30. August 2013

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Neutronen und Synchrotronlicht helfen, bronzezeitliche Arbeitstechniken zu entschlüsseln

Materie und Material Forschung mit Neutronen Forschung mit Synchrotronlicht

Untersuchungen am PSI haben es möglich gemacht, zu bestimmen, wie ein einzigartiges bronzezeitliches Beil hergestellt worden ist. Zu verdanken ist das dem Verfahren der Neutronentomografie, mit der man ein genaues dreidimensionales Abbild des Inneren eines Gegenstandes erzeugen kann. Seit einem Jahrzehnt kooperiert das PSI erfolgreich mit verschiedenen Museen und archäologischen Institutionen im In- und Ausland. Es ist ein deutliches Zeichen der etablierten Kooperation, dass der 18. Internationale Kongress über Antike Bronzen, der vom 3. - 7. September 2013 an der Universität Zürich stattfindet, auch einen Tag am PSI tagt.

11. August 2013

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Magnetisierung im Pikosekundentakt gesteuert

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung SwissFEL

Ein Terahertzlaser, der am Paul Scherrer Institut entwickelt worden ist, macht es möglich, die Magnetisierung eines Materials in Zeiträumen von Pikosekunden gezielt zu steuern. In ihrem Experiment leuchteten die Forscher mit extrem kurzen Lichtpulsen aus dem Laser auf ein magnetisiertes Material. Das magnetische Feld des Lichtpulses konnte die magnetischen Momente aus ihrer Ruhelage auslenken und zwar so, dass sie mit einer geringen Verzögerung exakt dem Verlauf des Magnetfeldes des Lasers folgten. Der in dem Experiment verwendete Terahertzlaser ist einer der stärksten seiner Art weltweit.

12. Juli 2013

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Ferromagnetisch und antiferromagnetisch – und das gleichzeitig

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung

Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI haben dünne, kristalline Schichten des Materials LuMnO3 hergestellt, die gleichzeitig ferromagnetisch und antiferromagnetisch sind. Die LuMnO3-Schicht ist in unmittelbarer Nähe der Grenzfläche zum Trägerkristall ferromagnetisch; mit zunehmendem Abstand nimmt sie die für das Material sonst übliche antiferromagnetische Ordnung an, während der Ferromagnetismus immer schwächer wird. Die Möglichkeit, zwei verschiedene magnetische Ordnungen innerhalb eines Materials zu erzeugen, könnte von grosser technischer Bedeutung sein.

1. Juli 2013

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Der reinste Ort des Paul Scherrer Instituts

Materie und Material Mikro- und Nanotechnologie

In den Reinräumen des Paul Scherrer Instituts PSI laufen hochempfindliche Prozesse ab. Ein einziges Staubteilchen am falschen Ort könnte fatale Folgen haben. Ein Blick hinter die Kulissen in Räume, in denen der Sauberkeit wegen sogar Bleistifte verboten sind.

20. Juni 2013

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Suche nach dem Higgs-Teilchen: «PSI inside»

Materie und Material Teilchenphysik

Es gibt eine lange Checkliste mit Eigenschaften, die das Higgs-Teilchen laut Theorie haben muss. Jede einzelne muss man in Zukunft aufwändig im Experiment überprüfen. Wie die Suche auch ausgeht – ob man das originale Higgs-Teilchen entdeckt hat, oder ob es ein «Higgs-ähnliches» Teilchen war, wie es von einigen Theorien beschrieben wird – über die Ergebnisse wird man auf jeden Fall gross «PSI inside» schreiben können.

17. Mai 2013

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Experimente in Millionstelsekunden

Materie und Material Grossforschungsanlagen Forschung mit Myonen

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.

5. Mai 2013

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Winzige Magnete als Modellsystem

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Wissenschaftler untersuchen an Nano-Stäbchen, wie sich Materie ordnet
Um die magnetischen Wechselwirkungen zwischen Atomen sichtbar zu machen, haben Forschende am PSI ein Modellsystem entwickelt. Es ist so gross, dass es sich bequem unter einem Röntgenmikroskop beobachten lässt und imitiert doch die kleinsten Bewegungen in der Natur. Das Modell: Ringe aus jeweils sechs nanometergrossen magnetischen Stäbchen. Bei Raumtemperatur schwanken die Magnetisierungsrichtungen der einzelnen kleinen Stäbchen ständig und auf natürliche Weise. Die magnetischen Wechselwirkungen zwischen den Stäbchen konnten die Wissenschaftler deshalb in Echtzeit beobachten.

22. April 2013

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Germanium – zum Leuchten gezogen

Medienmitteilungen Materie und Material Mikro- und Nanotechnologie Materialforschung

Forscher des PSI und der ETH Zürich haben mit Kollegen vom Politecnico di Milano in der aktuellen Ausgabe der wissenschaftlichen Fachzeitschrift "Nature Photonics" eine Methode erarbeitet, einen Laser zu entwickeln, der schon bald in den neuesten Computern eingesetzt werden könnte. Damit könnte die Geschwindigkeit, mit der einzelne Prozessorkerne im Chip miteinander kommunizieren, drastisch erhöht werden. So würde die Leistung der Rechner weiter steigen.

8. April 2013

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Röntgen-Laser: Auf dem Weg zur Strukturbestimmung von Nanoteilchen

Medienmitteilungen SwissFEL Materie und Material

An Freie-Elektronen-Röntgen-Lasern wie dem zukünftigen SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI sollen unter anderem die Strukturen von komplexen Nanoteilchen bis hin zu Biomolekülen untersucht werden. Dabei ist nicht nur die eigentliche Messung eine Herausforderung, sondern auch die Rekonstruktion der Struktur aus den Messdaten. Forscher des PSI haben nun einen optimierten mathematischen Weg aufgezeigt, wie man aus so gewonnen Messdaten eine deutlich bessere Auflösung bei der Bestimmung der Struktur eines einzelnen Teilchens erhält. Das Verfahren wurde an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz des PSI erfolgreich getestet.

3. April 2013

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Motorenöl hinter Metall beobachten

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen

Am liebsten würden sie durch das Metallgehäuse der Kupplung hindurchsehen, die Entwickler der Firma LuK (D). Sie möchten beobachten, wie sich das Öl verteilt, das die Kupplung schmiert und kühlt. Eine transparente Scheibe ist aber rasch verschmutzt und Röntgenstrahlen zeigen nur das Metall. Die Ingenieure wandten sich deshalb an die Wissenschaftler des Paul Scherrer Instituts, die mit Neutronen das Metall durchleuchteten und das Schmieröl sichtbar machten. Vom Resultat waren alle überrascht: Nur drei von acht Lamellen waren ausreichend geschmiert.

12. Februar 2013

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Supraleiter überraschen mit verblüffenden Eigenschaften

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Wissenschaftler des Paul Scherrer Instituts haben zusammen mit chinesischen und deutschen Forscherkollegen neue Erkenntnisse zu einer Klasse von Hochtemperatur-Supraleitern gewonnen. Die experimentellen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung deuten darauf hin, dass magnetische Wechselwirkungen für das Phänomen der Hochtemperatur-Supraleitung von zentraler Bedeutung sind. Dieses Wissen könnte in Zukunft dazu beitragen, Supraleiter mit besseren technischen Eigenschaften zu entwickeln.

7. Februar 2013

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Fluktuationen mit Röntgenmikroskop sichtbar gemacht

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Mit Röntgenstrahlen kann die Nanostruktur von so unterschiedlichen Objekten untersucht werden, wie einzelne Zellen oder magnetische Datenträger. Hochauflösende Bilder sind jedoch nur möglich, wenn sowohl Mikroskop als auch das Untersuchungsobjekt extrem stabil sind. Forscher der TU München des PSI zeigten nun, wie man diese Bedingungen lockern kann, ohne die Bildqualität zu beeinträchtigen. Auch hochdynamische Systeme, wie z.B. magnetische Fluktuationen, die die Lebensdauer von Daten auf Festplatten einschränken, können mit der neuen Methodik untersucht werden.

31. Januar 2013

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Magnetisches Nanoschachbrett baut sich von selbst zusammen

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

Forscher des Paul Scherrer Instituts und des Indian Institute of Science Education and Research haben in einer Anordnung magnetischer Moleküle gezielt den Magnetismus in jedem zweiten Molekül „abschalten“ können, so dass ein magnetisches Schachbrettmuster entstand. Darin konnten die Forscher gezielt den Quantenzustand eines Teils der Moleküle manipulieren. Die Möglichkeit, die Zustände einzelner Quantenobjekte gezielt zu verändern, ist eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von Quantencomputern.

25. Januar 2013

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Weiter Rätsel um das Proton

Medienmitteilungen Teilchenphysik Forschung mit Myonen Grossforschungsanlagen Materie und Material

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.

23. Januar 2013

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Bereit zur Mondlandungsstimmung

Materie und Material Nutzerexperimente/Nutzerdienst Forschung mit Synchrotronlicht

Interview mit Thomas Huthwelker
Das Paul Scherrer Institut stellt Forschenden aus aller Welt seine Forschungsanlagen für ihre wissenschaftliche Arbeit zur Verfügung. Damit diese optimale Bedingungen antreffen treiben die PSI-Mitarbeitenden im Hintergrund beträchtlichen Aufwand. Ein Interview mit einem Forscher erlaubt einen Blick hinter die Kulissen. Das Interview stammt aus der neuesten Ausgabe des PSI-Magazins Fenster zur Forschung.

7. Januar 2013

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Die schwache Seite des Protons

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Myonen Teilchenphysik

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.

2. Oktober 2012

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Silizium – fast zum Zerreissen verspannt

Medienmitteilungen Materialforschung Mikro- und Nanotechnologie Materie und Material

Zieht man ein Stück Silizium auseinander, erzeugt man in dessen Inneren eine mechanische Spannung, die die elektronischen Eigenschaften des Materials deutlich verbessern kann. Forscher des Paul Scherrer Instituts und der ETH Zürich haben mit einem neuen Verfahren in einer Siliziumschicht extrem verspannte Nanodrähte erzeugt. Für ein Material, das als Grundlage für Elektronikbauteile dienen kann, wurde dabei die bislang höchste mechanische Spannung gemessen. Ziel ist es, auf Basis solcher Drähte leistungsfähige Transistoren für Mikroprozessoren herzustellen.

10. September 2012

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Eingebaute Germanium-Laser könnten Computer-Chips schneller machen

Medienmitteilungen Materialforschung Mikro- und Nanotechnologie Materie und Material

Forscher des Paul Scherrer Instituts haben untersucht, wie man das Halbleitermaterial Germanium dazu bringen könnte, Laserlicht auszusenden. Als Lasermaterial könnte Germanium mit Silizium die Grundlage für neuartige Computerchips bilden, in denen Informationen zum Teil in Form von Licht übertragen würden. Diese Technologie würde es ermöglichen, den Datenfluss auf Chips zu revolutionieren und so die Leistung der Elektronik weiter voranzutreiben.

5. September 2012

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Neue Einblicke in Supraleitermaterialien

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Eine neue Röntgenmethode erlaubt Einblicke in die magnetischen Eigenschaften einzelner Atomlagen eines Materials, das die Grundlage einiger Hochtemperatursupraleiter bildet. Dabei zeigte sich, dass sich die atomar dünnen Materialschichten in den magnetischen Eigenschaften erstaunlich wenig von makroskopisch dicken Materialproben unterscheiden. In Zukunft könnte man so Vorgänge in sehr dünnen Supraleitermaterialien erforschen und zum Verständnis des Phänomens der Hochtemperatursupraleitung beitragen.

4. Juli 2012

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Beobachtung eines neuen Teilchens

Medienmitteilungen Materie und Material Teilchenphysik

In einem gemeinsamen Seminar am CERN und bei der ICHEP 2012 Konferenz in Melbourne haben Wissenschaftler des Compact Muon Solenoid Experiments (CMS) heute ihre vorläufigen Ergebnisse der Suche nach dem Higgs Boson des Standardmodells (SM) mit den bis Juni 2012 genommenen Daten vorgestellt.

3. Juli 2012

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Kontroverse geklärt: warum zwei Isolatoren gemeinsam Strom leiten können

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung

Wie kann es sein, dass zwei Materialien, die keinen Strom leiten, eine elektrisch leitende Schicht bilden, wenn man sie miteinander verbindet? Seit Entdeckung dieses Effekts 2004 haben Forschende verschiedene Ansätze entwickelt, um diese Frage zu beantworten. Nun hat ein internationales Team unter der Leitung von Forschenden des Paul Scherrer Instituts die Kontroverse wohl entschieden.

18. April 2012

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Physiker beobachten die Aufspaltung eines Elektrons in einem Festkörper

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Physiker eines internationalen Forschungsteams konnten am PSI beobachten, wie sich Eigenschaften eines Elektrons von diesem Elektron abtrennen. So entstanden zwei voneinander getrennte Teilchen, die jeweils eine bestimmte Eigenschaft des Elektrons tragen und sich unabhängig voneinander im Ursprungsmaterial, in dem sie erzeugt wurden, frei bewegen können.

29. Februar 2012

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Magnetisieren braucht mehr Zeit als Entmagnetisieren

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Forscher am Paul Scherrer Institut finden heraus, wie lange der Aufbau von Magnetismus in einem Metall dauert und wie der Vorgang abläuft Wenn die Metalllegierung Eisen-Rhodium magnetisiert wird, dauert dieser Prozess deutlich länger als der gegenläufige Vorgang der Entmagnetisierung. Diese Erkenntnis haben Forscher des Paul Scherrer Instituts zusammen mit einem internationalen Forscherteam gewonnen. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sind relevant für die Computerindustrie: Sie zeigen, welche Prozesse die Eigenschaften magnetischer Datenspeicherung begrenzen und wo es Potential für Verbesserung gibt.

7. Februar 2012

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Mit Hitze Daten speichern

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Weg aufgezeigt, um Daten auf magnetischen Medien zu speichern. Dabei verwenden die Forschenden kein externes Magnetfeld, sondern setzten stattdessen einen Hitzepuls ein. Diese Methode könnte die Speicherung von mehreren Tausend Gigabyte pro Sekunde erlauben. Das Verfahren wäre viele hundert mal schneller als Technologien, die in heutigen Festplatten genutzt werden und hat das Potenzial, deutlich weniger Energie zu verbrauchen. Mit dem Einsatz moderner lithografischer Verfahren und hochmoderner Röntgenmikrokopie haben Forschende des Paul Scherrer Instituts wesentlich zu dem Ergebnis beigetragen.

23. Januar 2012

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Es funktioniert: Ultraschnelle magnetische Vorgänge mit Röntgenlaser live beobachtet

Medienmitteilungen Materie und Material SwissFEL SwissFEL Experimente Materialforschung

Ein Team unter der Leitung von Forschern des Paul Scherrer Instituts hat mit Experimenten am amerikanischen Röntgenlaser LCLS erstmals genau verfolgen können wie sich die magnetische Struktur eines Materials verändert. Die Strukturänderung wurde durch einen Laserblitz angestossen und mit Hilfe kurzer Röntgenpulse untersucht. So zeigte es sich, dass sich die Struktur erst 400 Femtosekunden nach dem Laserblitz zu verändern begann Für die Forscher des PSI ist dies ein wichtiger Meilenstein. Denn solche Untersuchungen sollen auch einen Forschungsschwerpunkt am geplanten Schweizer Röntgenlaser SwissFEL des Paul Scherrer Instituts darstellen.

23. November 2011

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Erkenntnis aus dem Nichts

Medienmitteilungen Materie und Material Teilchenphysik Forschung mit Myonen

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.

19. September 2011

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Schweiz beteiligt sich an Neutronenquelle der Zukunft

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen

Mauro Dell’Ambrogio, Staatssekretär für Bildung und Forschung unterzeichnete heute die Absichtserklärung der Schweiz, sich an der neuen europäischen Neutronenquelle ESS (European Spallation Source) zu beteiligen. Darin bekennt sich die Schweiz zu dem Ziel, die ESS in Lund (Südschweden) zu bauen und verpflichtet sich, am Konzept mitzuarbeiten, in dem der endgültige Plan für die Anlage festgelegt wird. Kurz nach Fertigstellung des Konzepts im Frühjahr 2013 soll die Entscheidung für den Bau der ESS fallen. Die Schweizer Beiträge zur Entwicklung der Anlage werden durch das Paul Scherrer Institut, das langjährige Erfahrung in der Forschung mit Neutronen hat, sowie durch Schweizer Universitäten und die Schweizer Industrie erbracht.

14. September 2011

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Zehn Jahre Forschung in der fliegenden Untertasse

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht

Mit einem Festakt hat das Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen (AG) heute an das zehnjährige Bestehen ihrer bedeutendsten Grossforschungsanlage erinnert. Seit der Inbetriebnahme im Sommer 2001 haben Tausende von Forschern aus Hochschule und Industrie an der Synchroton Lichtquelle Schweiz (SLS) qualitativ hochwertige Experimente durchgeführt. Ihre Forschung mündete in über 2000 wissenschaftlichen Publikationen und brachte darüber hinaus einen Nobelpreis sowie eine Vielzahl industrieller Anwendungen hervor.

20. Mai 2011

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Der Unterschied zwischen dünn und sehr dünn

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Myonen Materialforschung

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.

9. März 2011

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Grundstrukturen des Sehens entschlüsselt

Medienmitteilungen Materie und Material Biologie Forschung mit Synchrotronlicht

Am Anfang des Sehvorgangs steht die Wechselwirkung des Lichts mit dem Protein Rhodopsin. Dieses enthält den eigentlichen Lichtsensor, der angeregt wird, seine Form zu verändern und so den Rest des Vorgangs anzustossen. Forscher haben die Struktur des Rhodopsinmoleküls in dem kurzlebigen angeregten Zustand bestimmt und so ein genaues Bild der ersten Stufe des Sehvorgangs geliefert.

25. Januar 2011

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Wie stark ist die schwache Kraft?

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Myonen Teilchenphysik

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.

24. November 2010

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Magnetisierte Bereiche in 3D sichtbar gemacht

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Neutronen

Magnetisierbare Materialien sind nie völlig unmagnetisch, sondern enthalten immer magnetisierte Bereiche – die magnetischen Domänen. In einem Experiment am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) konnten diese Domänen erstmals in ihrer dreidimensionalen Struktur abgebildet werden. Der Versuch beruhte auf einer Weiterentwicklung eines am Paul Scherrer Institut entstanden Verfahrens und nutzte neutronenoptische Komponenten, die am PSI hergestellt worden sind.

26. Oktober 2010

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Was der Satz vom Igel über Flussschläuche in Supraleitern sagt

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Neutronen

In einem starken Magnetfeld bilden Hochtemperatursupraleiter Flussschläuche – dünne Kanäle, in denen das Feld den Supraleiter durchdringen kann. Diese parallelen Schläuche ordnen sich meist in regelmässigen Mustern an. Nun haben zwei Physiker gezeigt, dass eine solche Anordnung von der Richtung des äusseren Magnetfelds abhängen muss. Grundlage dieser Ergebnisse ist eine mathematische Aussage, die als „Satz vom Igel“ bekannt ist.

17. Oktober 2010

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Magnetische Monopole auf Wanderschaft

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

Seit Jahrzehnten suchen Forschende nach magnetischen Monopolen – einzelnen magnetischen Ladungen, die sich wie einzelne elektrische Ladungen alleine bewegen könnten. Nun ist es einem Team von Forschenden des Paul Scherrer Instituts und des University College Dublin gelungen, Monopole als Quasiteilchen in einer Anordnung von nanometergrossen Magneten zu erzeugen und ihre Bewegung unmittelbar zu beobachten.

24. August 2010

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Neue Karriere für lebenswichtiges Biomolekül möglich

Medienmitteilungen Materie und Material Mikro- und Nanotechnologie Materialforschung

Porphyrin, das als Teil des Hämoglobins den Sauerstofftransport im Blut möglich macht, könnte in leicht veränderter Form auch in technischen Geräten Verwendung finden. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der Universität Basel haben gezeigt, dass sich eine magnetische Eigenschaft des Moleküls chemisch ein- und ausschalten lässt, so dass dieses als winziger Schalter dienen könnte.

4. August 2010

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Universelles Gesetz für Veränderungen in Werkstoffen gefunden

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

In vielen wichtigen Werkstoffen findet man mehrere Phasen. Wird ein solcher Werkstoff erwärmt, können Atome von der einen Phase zur anderen wandern, so dass sich die Verteilung der Phasen ändert – und damit oft die Eigenschaften des Werkstoffs. Nun haben Forschende für einen wichtigen Fall einer solchen Veränderung gezeigt, dass es eine universelle Gesetzmässigkeit gibt, die den Vorgang beschreibt. Und zwar für alle Werkstoffklassen.

29. Juli 2010

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Halbleiter aus Kunststoff besser verstehen

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Halbleiter aus Polymermaterialien dürften in Zukunft immer mehr Bedeutung für die Elektronikindustrie bekommen – etwa als Grundlage von Transistoren, Solarzellen oder Leuchtdioden. Meist bestehen sie nicht aus einer einzelnen Substanz, weil sich ihre besonderen elektrischen Eigenschaften oft erst dann ergeben, wenn man mehrere verschiedene Polymere miteinander mischt. Forschende des Paul Scherrer Instituts und der Universität Cambridge ein Verfahren entwickelt, mit dem sie den detaillierten Aufbau des Materials sowohl im Inneren als auch an der Oberfläche bestimmen können.

8. Juli 2010

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Proton kleiner als gedacht

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Myonen Teilchenphysik

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.

3. März 2010

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Kollisionen mit unerreichter Energie dank Technologie aus dem Paul Scherrer Institut aufgezeichnet

Medienmitteilungen Teilchenphysik Materie und Material

Am CERN konnten erstmals Kollisionen von Teilchen mit der höchsten Energie, die Menschen je erzeugt haben, vermessen werden. Sie wurden vom CMS-Experiment am CERN aufgezeichnet, zu dem das PSI eine der Schlüsselkomponenten, den zentralen Pixeldetektor, beigesteuert hat. Unerwartet schnell führten diese Daten nun zur ersten wissenschaftlichen Veröffentlichung – Ergebnis der Zusammenarbeit von 3000 Forschenden und Ingenieuren aus fast 40 Ländern an diesem gigantischen Experiment.

8. Februar 2010

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Magnetspeicher der neusten Generation sind 100 000 mal schneller als herkömmliche Festplatten

Medienmitteilungen Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht Materie und Material

Computer-Festplatten könnten bald ausgedient haben: Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI und der Universität Konstanz haben neuartige Magnetbänder untersucht und gezeigt, dass sie nicht nur sehr hohe Speicherdichten, sondern auch viel schnellere Zugriffszeiten als heutige Speichermedien zulassen. Leiter der Studie war Mathias Kläui, der am 1. April eine von der ETH Lausanne und dem PSI gemeinsam finanzierte Professur antritt.

1. Dezember 2009

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Neutronen – Eigenschaften und Möglichkeiten

Materie und Material

Neutronen bieten dank ihrer besonderen Eigenschaften Physikern, Chemikern, Biologen und Materialwissenschaftlern einzigartige Einblicke in den Aufbau von Substanzen unterschiedlichen Materialien. Neutronen haben keine elektrische Ladung, so dass sie tief in Metalle eindringen können und Informationen über deren Aufbau liefern. Zugleich verhalten sie sich wie winzige Stabmagnete, so dass man mit ihrer Hilfe den magnetischen Eigenschaften von Materialien auf den Grund gehen kann.

1. Dezember 2009

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Forschen mit Synchrotronlicht

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Materialforschung

Synchrotronlicht ist besonders intensives Röntgenlicht, das Einblicke in verschiedensten Materialien und Substanzen erlaubt. So können damit etwa Vorgänge in magnetischen Materialien oder die Struktur komplexer Biomoleküle bestimmt werden. Gegenüber gewöhnlichem Röntgenlicht hat es zahlreiche Vorteile: zum Beispiel kann man seine Eigenschaften genau an die Bedürfnisse des einzelnen Experiments anpassen. Am Paul Scherrer Institut entsteht Synchrotronlicht in der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS.

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 Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen

Das Synchrotronlicht wird in der SLS von Elektronen emittiert, die sich mit beinahe Lichtgeschwindigkeit auf einer Kreisbahn mit einem Gesamtumfang von 288 Metern bewegen. Das Synchrotronlicht wird tangential zur Bahn der Elektronen abgestrahlt, d.h. in der Richtung, in der auch die Funken von einem Schleifstein oder der Hammer eines Hammerwerfers fliegen.

Bei der Erzeugung der Synchrotronstrahlung nutzt man aus, dass elektrisch geladene Teilchen Licht emittieren, wenn sie sich auf einer gekrümmten Bahn bewegen. Ablenkmagnete halten die Elektronen auf ihrer gebogenen Bahn – ein magnetisches Feld lenkt schnelle elektrisch geladene Teilchen ab.

1. Dezember 2009

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Die Neutronenquelle SINQ

Materie und Material Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen

In der Spallationsquelle SINQ trifft ein Strahl von schnellen (rund 80 % der Lichtgeschwindigkeit) Protonen aus der Protonenbeschleunigeranlage des PSI auf einen Bleiblock (das Target). Kollidiert dabei ein schnelles Proton mit einem Bleikern, wird dieser aufgeheizt und dampft gewissermassen 10 bis 20 Neutronen ab. Die Neutronen, die bei der Spallationsreaktion frei werden, sind sehr schnell – viel zu schnell für die Experimente. Damit die Neutronen nach ihrer Erzeugung abgebremst werden, befindet sich das gesamte Target in einem Tank, der mit schwerem Wasser

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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Experimentieren mit Neutronen

Materie und Material Forschung mit Neutronen

Experimente mit Neutronen zeigen den Inneren Aufbau von Materialien und Gegenständen. In Streuexperimenten wird ein Strahl von Neutronen auf das untersuchte Material gerichtet. Auf dem Weg durch die Probe ändert ein Teil der Neutronen Flugrichtung oder Geschwindigkeit. Aus den Änderungen kann man auf Anordnung und Bewegung der Atome schliessen oder Einsichten über magnetische Vorgänge gewinnen. Bildgebende Verfahren liefern ein Abbild des Inneren verschiedener Objekte – von technischen Geräten bis zu Kunstgegenständen.

1. Dezember 2009

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Forschen mit Neutronen

Materie und Material Forschung mit Neutronen

Mit Hilfe von Neutronenexperimenten gewinnt man Informationen über Aufbau und Zusammensetzung unterschiedlicher Materialien, die mit anderen Methoden so nicht zugänglich sind. So kann man etwa bestimmen, wie die Atome in einem Material angeordnet sind und wie sie sich darin bewegen oder wie die magnetischen Eigenschaften des Materials entstehen. Am Paul Scherrer Institut nutzen Physiker, Chemiker, Biologen und Materialwissenschaftler Neutronen für ihre Arbeit – zum wesentlichen Teil sind das Forscher, die von extern kommen.

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.

12. November 2009

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Aufbau von Materialien nanogenau untersuchen

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen Materie und Material Materialforschung

Ein neues Mikroskop an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Paul Scherrer Instituts wird es möglich machen, den Aufbau von Materialien mit bisher unerreichter Auflösung darzustellen. Dazu werden Forschende einzelne Bereiche in einem Material betrachten, die nur wenige Nanometer (millionstel Millimeter) gross sind, und für jeden dieser Bereiche bestimmen, welche chemischen Elemente darin enthalten sind.

17. Juli 2009

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Neues Verfahren ermöglicht Steuerung von elektronischen Materialeigenschaften

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Mikro- und Nanotechnologie

Forschenden ist es erstmals gelungen, dünne Schichten mit steuerbaren elektronischen Eigenschaften herzustellen. Diese Entdeckung könnte für zukünftige Anwendungen in der Sensorik und der Computertechnologie von grosser Bedeutung sein. Die Arbeiten wurden im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlicht.

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.

16. Februar 2009

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Supraleiter weisen Magneten den Weg

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Neutronen

Publikation in Nature Materials. Forscher der Universität Freiburg und des Paul Scherrer Instituts PSI entdecken neue Form der Koexistenz zwischen Supraleitung und Magnetismus. Ferromagnetismus und Supraleitung vertragen sich eigentlich nicht. Über diese neue Variante im Wettstreit zwischen der Supraleitung und dem Ferromagnetismus berichten sie ab Montag, 16. Februar 2009 in der Online-Ausgabe des Wissenschafts-Journals Nature Materials.

12. Dezember 2008

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Moleküle bei der Arbeit fotografiert

Medienmitteilungen Materie und Material Materialforschung Forschung mit Synchrotronlicht

Publikation in Online-Ausgabe von Science. Röntgenblitze am Paul Scherrer Institut zeigen, wie sich Moleküle während des Ablaufs einer chemischen Reaktion verändern.

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.

19. September 2008

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Supraleitung und Magnetismus

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen Materialforschung

Von Rivalen zu Partnern. Die wilde Quantenwelt produziert Zustände, die in der klassischen Physiklehre nicht vorgesehen sind. Ein erstaunlicher neuartiger Zustand wird in der heutigen Ausgabe des Magazins Science von einem internationalen Wissenschaftlerteam um den Physiker Michel Kenzelmann vom Paul Scherrer Institut vorgestellt.

18. Juli 2008

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Röntgenmikroskopie mit Superauflösung deckt die versteckten Geheimnisse in der Nanowelt auf

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Mikro- und Nanotechnologie

Publikation in Science. Ein neuartiges Röntgenmikroskop mit Superauflösung, das von einem Forscherteam des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der ETH Lausanne (EPFL) in der Schweiz entwickelt wurde, kombiniert die hohe Durchdringungsleistung von Röntgenstrahlen mit einer hohen bildlichen Auflösung und ermöglicht es somit erstmals, Licht auf die detaillierten inneren Strukturen von Halbleiterbauelemen­ten oder Zellen zu werfen.

11. Januar 2008

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Neue Erkenntnisse in der Supraleiter-Forschung

Medienmitteilungen Materialforschung Materie und Material Forschung mit Neutronen

Eine Abfolge von schärfer werdenden Diffraktionsbilder wurden mit steigender Magnetfeldstärke beobachtet.

Supraleiter ermöglichen durch die Paarbildung von Elektronen den verlustfreien Transport von Strom. Sie haben deshalb in der Energieforschung einen zentralen Stellenwert. Die neuesten Forschungsergebnisse aus diesem Bereich hat nun ein internationales Wissenschaftlerteam in der heutigen Ausgabe des Magazins Science vorgestellt.

27. November 2007

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Ausflug in die wundersame Spiegelwelt

Materie und Material Teilchenphysik

Publikation in "Physical Review Letters". In der Physik könnte Spiegelmaterie – nicht zu verwechseln mit Antimaterie – die beobachtete Symmetrieverletzung bei einigen Prozessen gewöhnlicher Elementarteilchen erklären.