Schermbecker Forum

Eine »Frustrationsmaschine« erforscht das Verhalten von Materie in sehr exotischen Zuständen. Dabei treten seltsame Phänomene auf, die auch für Quantencomputer interessant sind.
von Lars Fischer

Spektrum

Exotisches Paar: Werden Wasser und Graphen kombiniert, kommt es zu einzigartigen Wechselwirkungen wie der Quantenreibung. Jetzt enthüllt ein Experiment, was hinter diesem Phänomen steckt und wie es sich auf atomarer Ebene auswirkt. Demnach gibt es einen nur bei Wassermolekülen beobachtbaren Resonanzeffekt zwischen den Molekülschwingungen und den Schwingungen der Graphenelektronen. Dies ermöglicht einen direkten Energieaustausch und erzeugt die exotischen Effekte, wie Physiker in „Nature Nanotechnolgy“ berichten.

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Neuartige Reaktion: Wasserstoff kann unter Druck einen exotischen Zustand einnehmen, der bisher nur von ultrakalten Quantenflüssigkeiten bekannt war. Dabei bilden Elektronen benachbarter Atome trotz Abstoßung Paare und die Energie des Wasserstoffs nimmt dadurch trotz Anregung ab statt zu, wie Physiker berichten. Ihre Berechnungen legen nahe, dass ein ionisiertes Wasserstoff-Plasma unter Druck ein solches „Roton-artiges“ Verhalten zeigen müsste – und dass dieses in Freie-Elektronen-Lasern nachweisbar sein könnte.

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Die Physik sucht eine vereinheitlichte Theorie. Wird sich diese auf die Grundprinzipien des Universums beschränken? Vielleicht gibt es eine Wahrheit, die wirklich alles erklärt.
Sarah Scoles

Spektrum

Wegen der quantenphysikalischen Unsicherheiten ist letztlich alles dem Zufall unterworfen, so lautet zumindest die weit verbreitete Vorstellung. Doch in Wahrheit könnte genau das Gegenteil der Fall sein.
Eddy Keming Chen

Spektrum

Physiker haben ein Experiment durchgeführt, das zeigt, wie ein Superfluid mit einem festem Objekt interagiert. Die neuen Erkenntnisse zur exotischen Quantenflüssigkeit ohne Reibung lösen ein hundertjähriges Rätsel der Quantenphysik.

Forschung und Wissen

In der Teilchenphysik führt jede Berechnung ins Unendliche, deshalb ist man auf Näherungen angewiesen. Ein kaum bekannter Ansatz könnte nun präzise Vorhersagen liefern.
Charlie Wood

Spektrum

Exotische Bindung: Physiker haben erstmals sogenannte „Trilobiten“-Moleküle direkt beobachtet – exotische Atomverbindungen, die ein Interferenzmuster ähnlich einem Trilobitenpanzer erzeugen. Sie entstehen, wenn ein aufgeblähtes Rydberg-Atom ein zweites Atom in sich aufnimmt. Beide Atome sind dann über eine sonst nirgendwo beobachtete Bindungsform verknüpft. Dem Team gelang es mithilfe einer speziellen Methode, solche Rydberg-Moleküle erstmals direkt zu vermessen und mit theoretischen Modellen zu vergleichen.

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Gekühlter Schall: Physikern ist es gelungen, Schallwellen in Glasfasern Energie zu rauben und sie bis auf minus 199 Grad abzukühlen – allein durch die Interaktion mit Licht. Möglich wurde dieser Kühleffekt durch die optimierte Kopplung der akustischen Wellen an optische Laserpulse. Dabei überträgt der Schall seine Energie an das Licht und kühlt ab. Dies beseitigt einen großen Teil des akustischen Störrauschens und stärkt die Lasersignale. Das könnte der Quantenkommunikation, aber auch der quantenphysikalischen Grundlagenforschung zugutekommen.

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