Optische Maßarbeit: Spiegel leiten das Licht der Laser (blaue Kisten) durch zahlreiche Instrumente wie Strahlteiler oder akustooptische Modulatoren zu optischen Fasern (blaue und gelbe Kabel). Auf diese Weise wird, je nach Experiment, Licht mit der n

Quantenphysik

<span><span><span>„Es ist irreal, aber man kann nicht aufgeben“</span></span></span>

Andriy Styervoyedov spricht darüber, wie ein neuer deutsch-ukrainischer Exzellenzkern zum Wiederaufbau der ukrainischen Forschung beitragen soll  mehr

Durch die Messung der Frequenzen von Lichtwellen lassen sich viel mehr „Farben“ erkennen, als wir mit unseren Augen wahrnehmen. So können Forscherinnen und Forscher Atome und Moleküle sehr genau anhand ihrer spektralen Fingerabdrücke unterscheiden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben nun Spektren mit Tausenden von „Farben“ im anspruchsvollen ultravioletten Spektralbereich aufgenommen. Der Schlüssel zu diesem Erfolg ist ein neuartiges Spektrometerkonzept: Es verbindet zwei sogenannte Frequenzkämme und einen Photonenzähler. mehr

Ferenc Krausz im Gespräch mit Harald Lesch

In diesem Video unterhalten sich Ferenc Krausz (Nobelpreis für Physik 2023) und Harald Lesch über die Attosekundenphysik und über ihre möglichen Anwendungsmöglichkeiten in der Medizin. mehr

Durch die Kombination neuartiger Materialien zu elektromagnetischen Quantenschaltkreisen kann der Schaltkreis als empfindliche Sonde für die Materialstruktur verwendet werden, und starke Quanteneffekte im Material können genutzt werden, um eine neue Klasse von Geräten für die Quantentechnologie herzustellen. mehr

Illustration: Experimente an Komplexen aus dem organischen Molekül Tetrahydrofuran (links) und einem Wassermolekül (rechts) zeigen, dass der Stoß mit einem Elektron zunächst ein ionisiertes, angeregtes Wassermolekül erzeugt. Die Anregungsenergie wird dann im intermolekularen Coulombzerfall auf das organische Molekül übertragen (gelbe Welle). Dabei entstehen mehrere freie Elektronen (grün) und mindestens zwei geladene Moleküle, die in der Umgebung weiteren „Schaden" verursachen können. Diese grundlegenden Ergebnisse auf mikroskopischer Skala einzelner kleiner Moleküle könnten damit auch unser Verständnis der natürlichen und medizinisch genutzten Strahlenschädigung der DNA (Doppelhelix-Struktur im Hintergrund) verbessern.

Energiereiche ionisierende Strahlung schädigt Gewebe auf mehr Wegen als bisher bekannt. Neben der direkten Ionisation von Biomolekülen kann dort gespeicherte Überschussenergie an benachbarte Moleküle übertragen werden. So entstehen mehrere geladene Molekülfragmente und freie Elektronen, die weiter mit der Umgebung reagieren können. Dadurch ist die biologische Wirkung dieses sogenannten intermolekularen Coulomb-Zerfalls sehr hoch, so dass etwa im Erbgut der Zelle irreparable Schäden entstehen können. Diese Prozesse dürften in der Strahlenbiologie eine wichtige Rolle spielen. mehr

Feierlicher Rahmen: Ferenc Krausz erhält die Nobel-Medaille und Urkunde vom schwedischen König.Carl Gustaf.

Ferenc Krausz hat am 10. Dezember 2023 den Physik-Nobelpreis in Stockholm erhalten mehr

Starke Wechselwirkungen zwischen Elektronen spielen eine zentrale Rolle bei der Hochtemperatur-Supraleitung von dotierten Kupraten. Die Entdeckung dieser Eigenschaft in den isostrukturellen und isoelektronischen Nickeloxiden ist bedeutsam, obwohl sie sich erst drei Jahrzehnte nach ihrer Entdeckung in Kupraten realisieren ließ. Durch den Einsatz von ab-initio Quantenchemiemethoden untersuchen wir die Unterschiede in der elektronischen Struktur dieser scheinbar ähnlichen Systeme und schließen damit Rückschlüsse auf die mikroskopischen Ursachen des Phänomens. mehr

Deutsch-ukrainischer Exzellenzkern startet in Halle

Bundesministerium fördert deutsch-ukrainischen Exzellenzkern für die Spintronik-Forschung
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Dichte Packung blauer und roter Kugeln in der Mitte, umgeben von einer einzelnen türkisen Kugel auf einer Kreisbahn, durch die ein Pfeil schräg nach oben zeigt

Quantenelektrodynamik auf dem Prüfstand mehr

Fragen an Ferenc Krausz

Mitschnitt der Pressekonferenz mit Physik-Nobelpreisträger Ferenc Krausz vom 3. Oktober 2023 . mehr

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<span><span><span>„Es ist irreal, aber man kann nicht aufgeben“</span></span></span>

Andriy Styervoyedov spricht darüber, wie ein neuer deutsch-ukrainischer Exzellenzkern zum Wiederaufbau der ukrainischen Forschung beitragen soll  mehr

Feierlicher Rahmen: Ferenc Krausz erhält die Nobel-Medaille und Urkunde vom schwedischen König.Carl Gustaf.

Ferenc Krausz hat am 10. Dezember 2023 den Physik-Nobelpreis in Stockholm erhalten mehr

Deutsch-ukrainischer Exzellenzkern startet in Halle

Bundesministerium fördert deutsch-ukrainischen Exzellenzkern für die Spintronik-Forschung
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Ferenc Krausz vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik erhält den Physik-Nobelpreis.

Der Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik wird für seine Beiträge zur Attosekundenphysik ausgezeichnet mehr

Mehr Speicher auf der Festplatte: Hit der Forschungswelt

Stuart Parkin als Clarivate Citation Laureate ausgezeichnet mehr

Ein Nanokelvin-Mikrowellenkühlschrank für Moleküle

Eine neue Methode, um Gase aus polaren Molekülen bis nahe dem absoluten Nullpunkt abzukühlen, ebnet den Weg, um Quanteneffekte exotischer Materieformen zu untersuchen mehr

Ferenc Krausz steht vor einer Vakuumapparatur.

Prof. Ferenc Krausz ist mit dem renommierten Wolf-Preis für Physik ausgezeichnet worden. Der ungarisch-österreichische Wissenschaftler erhält den Preis für seine bahnbrechenden Beiträge zu den ultraschnellen Laserwissenschaften und zur Attosekundenphysik. mehr

Ein Netzwerk für den ersten Quantencomputer in Bayern

Erfolgreicher Aufbau des Munich Quantum Valley mehr

Quantensprung im Film

Ein extrem schnelles Mikroskop ermöglicht ungeahnte Einblicke in die Dynamik von Elektronen in Molekülen mehr

Explosion im Biomolekül

Radioaktive Strahlung könnte biologisches Gewebe auch über einen bislang unbeachteten Mechanismus schädigen mehr

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Saubere Luft für starkes Laserlicht: Tim Paasch-Colberg Arbeitet an der Laseranlage im Reinraum, wo starke Femtosekunden-Pulse erzeugt werden. Staub in der Luft würde dabei stören.

Elektronen kitten die Welt zusammen: Wenn in chemischen Reaktionen neue Substanzen entstehen, spielen sie die Hauptrolle. Und auch in der Elektronik stellen sie die Protagonisten mehr

Max-Planck-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben 2021 viele hochkarätige Veröffentlichungen publiziert. Wir haben eine Auswahl getroffen und stellen Ihnen zwölf Highlights vor. Ein Rückblick auf ein turbulentes Jahr 2021 mehr

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

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

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

Spot auf die Maschinerie des Lebens

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

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

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

Zeitmessung im Quantentunnel

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

Quantenkommunikation mit einem Satelliten

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

<p class="berschrift2Arial">Quantenteilchen im Synchrontanz</p>

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

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Ferenc Krausz im Gespräch mit Harald Lesch

In diesem Video unterhalten sich Ferenc Krausz (Nobelpreis für Physik 2023) und Harald Lesch über die Attosekundenphysik und über ihre möglichen Anwendungsmöglichkeiten in der Medizin. mehr

Fragen an Ferenc Krausz

Mitschnitt der Pressekonferenz mit Physik-Nobelpreisträger Ferenc Krausz vom 3. Oktober 2023 . mehr

Film: Quantenkryptographie

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?

Eine Attosekunde ist ein Millardstel einer Millardstel Sekunde. Kaum vorstellbar? Diese Animation erklärt es anschaubar.Ferenc Krausz vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik gilt als einer der Begründer der Attosekunden-Physik. Für seine Forschung erhält er den Physik-Nobelpreis 2023.  (Aktualisiert am 3. Oktober 2023) mehr

Film: Wie entsteht ein Laser?

Dieser Film beschreibt die physikalischen Grundlagen einfach und verständlich. mehr

Film: Ferenc Krausz - Der Paparazzo der Elektronen

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.Ferenc Krausz erhält den Physik-Nobelpreis 2023 mehr

Film: Lichtblicke in die Nanowelt

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

Auf dem Weg zur abhörsicheren Quantenkommunikation

Es gibt viele Informationen, die andere nicht mitlesen sollen. Quantenkryptographie könnte absoluten Abhörschutz bieten, ist aber noch nicht effizient genug. Eine Forschungsgruppe um Gerhard Rempe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ist der perfekten Verschlüsselung ein Stück näher gekommen mehr

Stefan Hell, Nobelpreis für Chemie 2014

Zwei Punkte, die enger als 200 Nanometer beieinanderliegen – das entspricht in etwa dem Zweihundertstel einer Haaresbreite –, können mit Lichtmikroskopen nicht mehr unterschieden werden. 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 umgeht mit einem chemischen Trick diese magische Grenze und ermöglicht Forschenden neue faszinierende Einblicke in die Nanowelt lebender Zellen. Für diese Pionierarbeit auf dem Gebiet der Fluoreszenzmikroskopie zeichnete ihn das Nobelpreis-Komitee in Stockholm 2014 zusammen mit Eric Betzig und William E. Moerner mit dem Nobelpreis für Chemie aus. mehr

Theodor Hänsch, Nobelpreis für Physik 2005

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 für Quantenoptik 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

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