Quantenphysik

Der leichteste Spiegel der Welt

15. Juli 2020

Wenige 100 Atome können Licht reflektieren, wenn sie als kollektives Quantensystem wirken mehr

Direkte Abbildung von Orbitalen in Quantenmaterialien

Die Suche nach Materialien, deren Quantenzustände neue Eigenschaften generieren, konzentriert sich häufig auf Übergangsmetall- oder Seltenerd-Verbindungen, da die Präsenz von atomaren d- oder f-Elektronen vielversprechend für die Entstehung neuartiger Wechselwirkungen ist. Für effizientes Materialdesign muss aber die Aufenthaltswahrscheinlichkeit dieser Elektronen bekannt sein. Wir haben eine neue Methode entwickelt, diese Aufenthaltswahrscheinlichkeiten im Festkörper direkt abzubilden mehr

Licht kann Dinge bewegen

Quantenphysik Teilchenphysik

Lichtteilchen (Photonen) besitzen normalerweise sehr wenig Energie und Impuls. Trotzdem können sie erfolgreich eingesetzt werden, um die Bewegung verschiedener Objekte zu steuern, von Molekülen bis hin zu Schwingungen kleiner Spiegel oder Membranen. Wir entwickeln theoretische Methoden, um zu zeigen, wie man Licht verwenden kann, um Schwingungen von Kernen in Molekülen auszulesen oder die Bewegung von Kristallspiegeln oder Membranen bis nahe an ihren Quantengrundzustand abzukühlen. mehr

Ein Hauch von Gold und Silber

29. Mai 2020

Festkörperforschung (M&T) Festkörperforschung (P&A) Materialwissenschaften (M&T) Materialwissenschaften (P&A) Quantenphysik

Erstmals lassen sich kristalline Schichten der Edelmetalle erzeugen, die nur aus einer Atomlage bestehen und halbleitend sind mehr

Das Higgs-Teilchen und die Supraleitung

13. Mai 2020

Festkörperforschung (M&T) Festkörperforschung (P&A) Quantenphysik

Eine neue Form der Spektroskopie liefert Erkenntnisse für die Entwicklung von widerstandslosen Stromtransportern bei Raumtemperatur mehr

Quantensprung auf der Waage

6. Mai 2020

Albert Einstein Quantenphysik

Durch die Messung winziger Masseunterschiede zwischen verschiedenen Quantenzuständen lassen sich neue Erkenntnisse über schwere Atome gewinnen mehr

Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt

23. Januar 2020

Quantenphysik

Was in winzigen elektronischen Bauteilen oder in Molekülen geschieht, lässt sich nun auf einige 100 Attosekunden und ein Atom genau filmen mehr

Lichtkamm für die Datenkommunikation getrimmt

4. Juli 2019

Quantenphysik

Information könnte sich mit Hilfe von elektrooptischen Frequenzkämmen künftig effizienter übertragen lassen mehr

Ein Sprung zur Supraleitung bei Raumtemperatur

22. Mai 2019

Materialwissenschaften (M&T) Materialwissenschaften (P&A) Quantenphysik

Ein wasserstoffreiches Material wird unter hohem Druck bei minus 23 Grad Celsius supraleitend mehr

Ein Impuls für abhörsichere Quantenkommunikation

17. Mai 2019

Quantenphysik

Das BMBF will der QuNet-Initiative 165 Millionen Euro zur Verfügung stellen mehr

Der leichteste Spiegel der Welt

15. Juli 2020

Quantenphysik

Wenige 100 Atome können Licht reflektieren, wenn sie als kollektives Quantensystem wirken mehr

Ein Hauch von Gold und Silber

29. Mai 2020

Festkörperforschung (M&T) Festkörperforschung (P&A) Materialwissenschaften (M&T) Materialwissenschaften (P&A) Quantenphysik

Erstmals lassen sich kristalline Schichten der Edelmetalle erzeugen, die nur aus einer Atomlage bestehen und halbleitend sind mehr

Das Higgs-Teilchen und die Supraleitung

13. Mai 2020

Festkörperforschung (M&T) Festkörperforschung (P&A) Quantenphysik

Eine neue Form der Spektroskopie liefert Erkenntnisse für die Entwicklung von widerstandslosen Stromtransportern bei Raumtemperatur mehr

Quantensprung auf der Waage

6. Mai 2020

Albert Einstein Quantenphysik

Durch die Messung winziger Masseunterschiede zwischen verschiedenen Quantenzuständen lassen sich neue Erkenntnisse über schwere Atome gewinnen mehr

Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt

23. Januar 2020

Quantenphysik

Was in winzigen elektronischen Bauteilen oder in Molekülen geschieht, lässt sich nun auf einige 100 Attosekunden und ein Atom genau filmen mehr

Lichtkamm für die Datenkommunikation getrimmt

4. Juli 2019

Quantenphysik

Information könnte sich mit Hilfe von elektrooptischen Frequenzkämmen künftig effizienter übertragen lassen mehr

Ein Sprung zur Supraleitung bei Raumtemperatur

22. Mai 2019

Materialwissenschaften (M&T) Materialwissenschaften (P&A) Quantenphysik

Ein wasserstoffreiches Material wird unter hohem Druck bei minus 23 Grad Celsius supraleitend mehr

Ein Impuls für abhörsichere Quantenkommunikation

17. Mai 2019

Quantenphysik

Das BMBF will der QuNet-Initiative 165 Millionen Euro zur Verfügung stellen mehr

Quantenkommunikation: Aus Eins mach' Zwei

14. Mai 2019

Quantenphysik

Ein Elektron erzeugt beim quantenmechanischen Tunneleffekt viel häufiger zwei Photonen, als theoretisch vorhergesagt mehr

Eine Destille für Lichtquanten

25. April 2019

Quantenphysik

Aus schwachem Laserlicht extrahiert ein Atom in einem Resonator sehr reine einzelne Photonen mehr

„Das würde unser Verständnis von Physik über den Haufen werfen“

4. April 2019

Quantenphysik Teilchenphysik

Im Max-Planck-RIKEN-PTB-Center untersuchen Physiker, ob die Naturkonstanten konstant sind und warum es mehr Materie als Antimaterie gibt mehr

Exotische Inseln für magnetische Festplatten

8. September 2017

Festkörperforschung (M&T) Festkörperforschung (P&A) Materialwissenschaften (M&T) Materialwissenschaften (P&A) Quantenphysik

Antiskyrmionen könnten einen Datenspeicher ermöglichen, der schnell, robust und sparsam im Energieverbrauch ist mehr

Spot auf die Maschinerie des Lebens

17. August 2017

Energie Festkörperforschung (M&T) Medizin Quantenphysik

Mit einem plasmonischen Nanosensor lassen sich Enzyme und ihre Bewegungen ohne Marker beobachten mehr

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

9. August 2017

Quantenphysik

Mit einem mechanischen Trick lässt sich das Spektrum der Pulse, die Röntgenlaser abgeben, zum Vorteil vieler Anwendungen schärfen mehr

Zeitmessung im Quantentunnel

26. Juli 2017

Quantenphysik

Beim quantenmechanischen Tunneleffekt benötigen Teilchen einige Attosekunden, um eine Energiebarriere zu überwinden mehr

Quantenkommunikation mit einem Satelliten

5. Juli 2017

Quantenphysik

Mit der Übertragung von Quanteninformation aus dem Orbit wird Quantenkryptografie künftig in der weltweiten Kommunikation möglich mehr

Quantenteilchen im Synchrontanz

16. Mai 2017

Quantenphysik

Quantensysteme schwingen genauso wie klassische Pendel nach kurzer Zeit im Takt mehr

Zaubertinte aus der Nanowelt

24. Februar 2017

Materialwissenschaften (M&T) Quantenphysik

Farben plasmonischer Drucke lassen sich durch eine chemische Reaktion verändern mehr

Elektronen in Nahaufnahme

7. November 2016

Festkörperforschung (M&T) Quantenphysik

Nahe am absoluten Nullpunkt zeigen die Teilchen ihre Quantennatur mehr

Elektrischer Strom im Rekordtempo

25. Oktober 2016

Quantenphysik

Max-Planck-Wissenschaftler erzeugen mit ultrakurzen Laserpulsen die schnellsten jemals gemessenen elektrischen Ströme in Festkörpern mehr

Film: Quantenkryptographie

Video 4. Mai 2017

Digitalisierung Informatik Quantenphysik

In der Quantenkommunikation kann der Empfänger einer Nachricht feststellen, ob die Übertragung abgehört wurde. Möglich machen das die merkwürdigen Gesetze der Quantenphysik. mehr

Film: Wie kurz ist eine Attosekunde?

Video 9. Oktober 2012

Quantenphysik

Eine Attosekunde ist ein Millardstel einer Millardstel Sekunde. Kaum vorstellbar? Diese Animation erklärt es anschaubar. mehr

Film: Wie entsteht ein Laser?

Video 24. Juli 2012

Quantenphysik

Dieser Film beschreibt die physikalischen Grundlagen einfach und verständlich. mehr

Film: Ferenc Krausz - Der Paparazzo der Elektronen

Video 23. Juli 2012

Quantenphysik

Ferenc Krausz gilt als Begründer der Attosekundenphysik. Sein Ziel es ist, neue Lasertechniken zu entwickeln, um die Bewegung von Elektronen in Atomen, Molekülen und Festkörpern in Echtzeit zu verfolgen und so quantenmechanische Prozesse direkt zu beobachten. Dieser neue Film erklärt die Forschungsarbeiten des Direktors vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in München. mehr

Film: Lichtblicke in die Nanowelt

Video 7. Dezember 2011

Quantenphysik

Wie tief können wir mit optischen Mikroskopen in die Details des Sichtbaren vordringen? Bislang galt das von Ernst Abbe schon 1873 formulierte Gesetz als Untergrenze. Objekte, die enger als 200 Millionstel Millimeter, also etwa das Zweihundertstel einer Haaresbreite, nebeneinander liegen, können im Bild nicht mehr unterschieden werden. Grund dafür ist die Wellennatur des Lichts, dessen halbe Wellenlänge in etwa diesen 200 Nanometern entspricht. Die vom Physiker Stefan Hell erfundene und zur Anwendungsreife entwickelte STED-Mikroskopie ermöglicht Forschern Einblicke in die Nanowelt weit jenseits dieser Grenze. Dies wissen insbesondere Biologen und Physiologen zu schätzen, da sich lebende Zellen oder Gewebe nur mit Lichtmikroskopen beobachten lassen. So gelang es Hirnforschern 2008 mit der neuen Auflösung von nur noch einigen Dutzend Nanometern erstmals, die Bewegungen winziger Synapsenbestandteile in lebenden Nervenzellen sichtbar zu machen. Darüber hinaus eröffnet die STED-Technik auch vielversprechende Perspektiven für die Weiterentwicklung optischer Speichermedien. Für seine Entdeckung erhielt Stefan Hell 2014 den Chemie-Nobelpreis. mehr

Stefan Hell, Nobelpreis für Chemie 2014

Podcast 8. Oktober 2014

Chemie (M&T) Quantenphysik

Details die enger als 200 Nanometer beieinander liegen, können mit optischen Mikroskopen nicht mehr unterschieden werden – das entspricht in etwa dem Zweihundertstel einer Haaresbreite. Grund dafür ist die Wellennatur des Lichts, dessen halbe Wellenlänge in etwa diesen 200 Nanometern entspricht. Doch die vom Physiker Stefan Hell entwickelte STED-Mikroskopie durchbricht als erste optische Mikroskopietechnik diese magische Grenze und ermöglicht Forschern faszinierende Einblicke in die Nanowelt. Für diese Errungenschaft zeichnete ihn das Nobelpreis-Kommittee in Stockholm 2014 mit dem Nobelpreis für Chemie aus. mehr

Theodor Hänsch: Gekämmte Frequenzen

Podcast 3. Oktober 2005

Quantenphysik

Ursprünglich wollte Ted Hänsch, wie ihn seine Freunde nennen, Kernphysiker werden, aber dann zog ihn eine neue Lichtquelle in den Bann, die ihn für den Rest seines Lebens nicht mehr loslassen sollte: der Laser. Fast vierzig Jahre später bekommt er 2005 für eine auf Lasern basierende Technik den Physik-Nobelpreis zuerkannt. Die eigentlichen Arbeiten dazu führte Hänsch Ende der 1990er-Jahre am Max-Planck-Institut in Garching durch. Zuvor hatte er als Associate und später als Full Professor an der Stanford University in den USA geforscht. Der von ihm entwickelte optische "Frequenzkamm-Synthesizer" ermöglicht erstmals, die Zahl der Lichtschwingungen pro Sekunde genau zu zählen und Lichtwellenlängen so exakt zu bestimmen. Er funktioniert wie eine Art Lineal: Soll die Frequenz einer bestimmten Strahlung bestimmt werden, so vergleicht man sie mit den extrem scharfen Spektrallinien des Kamms, bis man die "passende" findet. Der Frequenzkamm dient heute in zahlreichen Labors weltweit als Basis für optische Frequenzmessungen. mehr