Forschungsmeldungen

Wissenschaftler*innen am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) und am MIT haben einen neuen, langanhaltenden magnetischen Zustand in einem antiferromagnetischen Material allein mit Licht erzeugt. Dieser Durchbruch hat großes Potenzial für die Entwicklung von Speicherchips und die Informationsverarbeitung. Das Team setzte einen Terahertz-Laser ein, der mehr als eine Billion Mal pro Sekunde schwingt, um Atome in einem antiferromagnetischen Material anzuregen. Indem sie die Frequenz des Lasers auf die natürlichen Schwingungen der Atome abstimmten, verursachten sie eine schnelle Veränderung der atomaren Struktur, die das Material in einen neuen magnetischen Zustand versetzte. Ihre Ergebnisse wurden in Nature veröffentlicht. mehr

Forschende am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie haben einen wichtigen Fortschritt in der lichtgesteuerten Supraleitung erzielt. Ihre Studie zeigt, dass sich supraleitenden Eigenschaften verbessern lassen, indem Materialien mit Quantenlicht in optischen Resonatoren gekoppelt werden. Am Beispiel von Magnesiumdiborid (MgB₂), einem bekannten Supraleiter, konnten sie mit Hilfe der Quantenelektrodynamik-Dichtefunktionaltheorie (QEDFT) nachweisen, dass Photonenvakuumfluktuationen die Übergangstemperatur für Supraleitung erhöhen können. mehr

Forschende am MPSD und Brookhaven National Laboratory haben erstmalig die zwedidimensionale Terahertzspektroskopie (2DTS) in einer nicht-collinearen Geometrie genutzt, um spezifische THz-Nichtlinearitäten anhand ihrer Emissionsrichtungen zu isolieren. Ihre Arbeit ist in Nature Physics erschienen. mehr

Das multiferroische Material NiI₂ besitzt eine größere magnetoelektrische Kopplung als jedes andere bekannte Material dieser Art, berichtet ein internationales Forschungsteam in Nature. Dies macht es zu einem erstklassigen Kandidaten für zukünftige Technologien.  mehr

Forschende in der Cavalleri-Gruppe entdecken, dass optisch angeregtes YBa₂Cu₃O_6.48, nicht nur einen Widerstand von nahezu Null aufweist, sondern auch ein statisches Magnetfeld aus seinem inneren ausstößt. Ihre Arbeit ist in Nature erschienen. mehr

Theoretiker am MPSD haben gemeinsam mit Forschenden in den Vereinigten Staaten und der Schweiz eine Erklärung für den Schlüsselmechanismus vorgestellt, der zur Terahertzverstärkung in Ta₂NiSe₅ führt. Ihre Arbeit ist in Nature Communications erschienen. mehr

Eine bahnbrechende Untersuchung des Kagome-Metalls AV₃Sb₅ ohne äußere Störeinflüsse hat zu neuen Erkenntnissen über diese Materialgruppe geführt. Die in Nature Physics veröffentlichte Arbeit ist ein entscheidender Schritt zum Verständnis des elektronischen Grundzustands dieses Materials. mehr

Messungen der Fluktuationen der Atompositionen in SrTiO₃ unter mittelinfrarotem Licht haben neue Einblicke in die Entstehung des ferroelektrischem Zustands in dem Material ergeben. Ein MPSD-Forschungsteam berichtet in Nature Materials, dass das Material in einen Zustand ständig geordneter elektrischer Dipole übergeht.  mehr

Forschende an der University of California San Diego and the MPSD haben mithilfe einer neuartigen optischen Methode neue Einblicke in die Eigenschaften von Ta₂NiSe₅ (TNS) erlangt. Die Theoriegruppe des MPSD stützte die Experimente mit DFT-Berechnungen. mehr

Ein MPSD-Forschungsteam hat gezeigt, dass die bereits nachgewiesene Fähigkeit, Supraleitung mit einem Laserstrahl zu erzeugen, auf einem Chip integriert werden kann. Dies eröffnet einen neuen Weg zu opto-elektronischen Anwendungen. mehr

Forschende aus der Cavalleri-Gruppe haben einen weitaus effizienteren Weg gefunden, um einen zuvor beobachteten metastabilen, supraleitungsähnlichen Zustand in K₃C₆₀ mithilfe von Laserlicht zu erzeugen. Ihre Arbeit ist in Nature Physics erschienen. mehr

Der Mechanismus, durch den Flüssigkeiten das so genannte hochharmonische Lichtspektrum emittieren, unterscheidet sich deutlich von dem in anderen Materiephasen wie Gasen und Festkörpern. Dies berichtet ein Forschungsteam der ETH Zürich und des MPSD in Nature Physics. mehr

Ein MPSD-Theorieteam berichtet in PRX, dass es keine universellen topologischen Signaturen in der hochharmonischen Spektroskopie gibt. Stattdessen dominieren die nicht-topologischen Aspekte des Systems in den Spektren. mehr

Plasmonen versprechen vielfältige Anwendungen, wenn die durch optische Anregung ausgelösten Prozesse in den Nanopartikeln kontrollierbar sind. Ein Forschungsteam aus Hamburg und Berlin berichtet in Nano Letters über experimentelle Beobachtungen, die mit etablierten Modellen nicht zu erklären sind, und beschreibt ein neues theoretisches Modell, das die im Experiment beobachtete Dynamik von angeregten Gold-Nanopartikeln erklärt. mehr

MPSD-Forscher berichten in PNAS, wie sie flüssiges Glycerin in einem völlig unerwarteten gummiartigen Zustand beobachten konnten. Die von einem Laser erzeugten, schnell expandierenden Blasen auf der Oberfläche der Flüssigkeit im Vakuum verhielten sich jedoch nicht wie erwartet wie eine viskose Flüssigkeit, sondern wie die elastische Hülle eines Gummiluftballons. mehr

Terahertz-Lichtpulse können Ferromagnetismus in YTiO₃ bei Temperaturen stabilisieren, die dreimal so hoch sind wie seine normale Übergangstemperatur. Ein von der Cavallerigruppe geleitetes Team berichtet in Nature, dass der ferromagnetische Zustand viele Nanosekunden nach der Lichtexposition anhielt. mehr

Forscher*innen in Hamburg haben den Spitrobot entwickelt, der eine erheblich vereinfachte Beobachtung von Veränderungen in Proteinen erlaubt, während diese ihre Funktionen ausüben. Damit wird die zeitaufgelöste Kristallographie auch für nicht spezialisierte Forschergruppen zugänglich. mehr

Die elektronischen Eigenschaften von MoSe₂ werden durch die Verbindungen zwischen den Mo- und den Se-Atomen bestimmt, zu denen beide Elemente gleichermaßen beitragen. Unter ultraviolettem Licht zeigt das Mo-Signal jedoch eine durch kollektive Prozesse dominierte Signatur, während das Se-Signal ein unabhängiges Agieren der Elektronen suggeriert.  mehr

Wie lange brauchen Elektronen, um sich in Licht „einzukleiden“ und Floquetbänder zu bilden? Nur einen einzigen optischen Zyklus - laut einem Forschungsteam der Universitäten Marburg und Regensburg mit MPSD-Gruppenleiter Michael Sentef. Seine Studie wurde in Nature veröffentlicht.  mehr

Ein internationales Forschungsteam hat eindeutig nachgewiesen, dass der Festkörper Ta₂NiSe₅ kein exzitonischer Isolator ist und damit die Debatte über den mikroskopischen Ursprung der Symmetriebrechung in diesem Material beendet. mehr

Intensives Laserlicht kann Magnetismus in Festkörpern in wenigen Attosekunden erzeugen – die bislang schnellste vorhergesagte magnetische Reaktion. Theoretiker des MPSD haben den Magnetisierungsprozess in verschiedenen 2D- und 3D-Materialien untersucht. Ihre Arbeit ist in npj Computational Materials erschienen. mehr

Forscher*innen in Deutschland und den Vereinigten Staaten erläutern in PRL, wie topologische Magnonphasen mithilfe von polarisierten Lasern nachgewiesen werden können. Die Intensität des gestreuten Lichts erlaubt die direkte Messung der topologischen Phasen.  mehr

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des MPSD hat eine Erklärung dafür gefunden, warum sich chemische Reaktionen in verspiegelten Hohlräumen, wo Moleküle in eine Wechselwirkung mit Licht gezwungen werden, langsamer abspielen. mehr

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der MPSD-Abteilung Mikrostrukturierte Quantenmaterie beobachtet erstmalig chiralen Transport in einem stukturell achiralen Kristall - dem Kagome-Supraleiter CsV₃Sb₅. mehr

Forscher der Cavalleri-Gruppe berichten in PNAS, dass supraleitende "Streifen" in bestimmten kupferbasierten Verbindungen zu einem Bruch der Kristallsymmetrie des Materials führen können, was zu einer anomalen Emission von Terahertz-Strahlung führt. mehr

Theoretiker am MPSD haben gezeigt, wie die Kopplung von intensiven Lasern an die Bewegung von Elektronen und deren Spins die Emission von Licht auf ultraschnellen Zeitskalen beeinflusst. mehr

Hohe harmonische Schwingungen können atomare und elektronische Bewegungen im Bereich einer Femtosekunde beschreiben, berichten Forscher der Theorieabteilung in PNAS. Durch ihre wechselnde Intensität liefern die hohen Harmonischen „Schnappschüsse" dieser Bewegungen im hBN-Kristallgitter zu jedem genauen Zeitpunkt.
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Forscher*innen ist es gelungen, ein neuartiges Exziton in geschichtetem SiP₂ zu erzeugen. Sein Elektron weist einen 1D-Charakter auf, das Loch des Quasipartikels jedoch einen 2D-Charakter. Es ist die erste Beobachtung eines solchen Exzitons. mehr

Forschungsteam aus Deutschland, der Schweiz und den USA führt ein alternatives Leitprinzip, die „Quasi-Symmetrie“, ein, das zur Entdeckung einer neuen Art von topologischem Material mit großem Potenzial für Anwendungen in der Spintronik und der Quantentechnologie führt. mehr

Forscher in Hamburg haben entdeckt, dass sich die ferroelektrische Polarisation von Lithiumniobat (LiNbO₃) auch in Bereichen weitab vom direkten „Treffer" eines Laserpulses ändert, so dass die lichtinduzierte Polarisationsumkehr im gesamten Kristall auftritt. Die Studie des Teams über dieses bisher unbekannte Phänomen – die nichtlokale nichtlineare Phononik – ist in Nature Physics erschienen. mehr

Der Zugang zu Simulationstools ist oft kompliziert und zeitaufwändig. Nun hat ein Forschungsteam am MPSD und Imperial College London (UK) die Schnittstelle zur Software in Angriff genommen und einen Arbeitsablauf entwickelt, der es Forscher*innen ermöglicht, viel weniger Zeit in die Syntax und den Dateiformaten des Simulationspakets zu investieren und sofort mit den Daten zu arbeiten. mehr

Ein Forschungsteam aus Experimentatoren und Theoretikern beschreibt in einem Kolloquium für Reviews of Modern Physics, wie Licht die Eigenschaften von Festkörpern grundlegend verändern kann - und die potentielle Anwendung dieser Effekte. mehr

Die Berechnung der Quantenwechselwirkungen zwischen Licht und Materie verschlingt enorme Mengen an Zeit und Rechenleistung. Durch eine neue Rechenmethode, die einen Teil des Quantenlichts von vorneherein in die Materiekomponente integriert, haben Forscher einen viel effizienteren Ansatz entwickelt.
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Mithilfe von zweischichtigem, verdrehtem MoS₂ können die kinetischen Energieskalen in Festkörpern gesteuert werden. Forscher haben nun gezeigt, dass die elektronen in MoS₂ zudem destruktiv interferieren können, was ihre Bewegung entlang bestimmter Pfaden bremst. In Kombination mit dem Drehwinkel lassen sich so exotische magnetische Zustände erzeugen.
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Theoretiker des MPSD sagen voraus, dass eine ungewöhnliche Laserquelle hochgradig kontrollierbare elektrische Ströme in Festkörpern aller Art erzeugen könnte. mehr

Theoretiker in Hamburg und Aachen schlagen eine überraschende Verbindung zwischen dem nematischen Verhalten eines Supraleiters in einem Magnetfeld - einem Zustand, der LCD-Flüssigkristallen ähnelt - und seinem chiralen Grundzustand außerhalb des Magnetfeldes vor. mehr

Photonen in einem Hohlraumresonator können Ferroelektrizität in Kristallen aus Strontiumtitanat (SrTiO₃) verursachen, so eine neue Studie der Theorie-Gruppe des MPSD. Die Arbeit ist in PNAS erschienen. mehr

Forscher*innen haben in Echtzeit beobachtet, wie sich Moleküle während der Singlett-Exzitonenspaltung bewegen. Sie verfolgten die Bewegungen in Einzelkristallen aus Pentacen-Molekülen und zeigten, dass eine kollektive Bewegung der Moleküle die mit diesem Prozess verbundenen schnellen Zeitskalen bewirken könnte. mehr

Wissenschaftler am MPSD und dem MIT sagen vorher, dass mithilfe von eingefangenem Licht eine neue Teilchenart in einem Festkörper erzeugt werden kann, die aus drei Komponenten besteht: Licht (Photonen), elektronischen Anregungen (Exzitonen) und Gitterschwingungen (Phononen). mehr

Ein internationales Forschungsteam hat nachgewiesen dass ein DNA-Baustein durch ultrakurze Laserpulse vor seiner Zerstörung durch Vakuum-Ultraviolett (VUV)-Strahlung geschützt werden kann. Ein zweiter Laserblitz im Infrarot-Bereich verhinderte den Zerfall des Adeninmoleküls. mehr

Ein Forschungsteam des MPSD und UNIST in Südkorea hat entdeckt, dass die bestehende Methode zur Berechnung eines bestimmten Isolationszustandes Fehler produziert. Stattdessen schlagen die Wissenschaftler einen neuen Ansatz vor. mehr

Ein neuartiger Open Source-Ansatz ermöglicht es Forscher*innen, Simulationen vom Jupyter Notebook aus zu steuern und so reproduzierbar zu machen. Das Notebook enthält sowohl die Kommentare der Forschenden mit Befehlen zur Ausführung der Simulation als auch die erzielten Ergebnisse.
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Ein Forschungsteam des Fritz-Haber-Instituts in Berlin und des MPSD haben herausgefunden, dass sich ultraschnelle Schalter in Materialeigenschaften durch Laserpulse auslösen lassen - und warum dies geschieht. Diese Erkenntnis könnte zu verbesserten Transistorkonzepten führen. mehr

Forscher*innen haben durch Röntgenscreening mehrere vielversprechende Kandidaten für Covid-Wirkstoffe identifiziert. Die kollaborative, DESY-geleitete Studie, an dem das MPSD und viele andere Organisationen beteiligt waren, entdeckte sieben Wirkstoffe, die die Aktivität der Hauptprotese hemmen und so die Vermehrung des Virus bremsen. mehr

Ein universeller Doppler-Effekt begrenzt den maximalen Spinstrom in magnetischen Isolatoren begrenzt, die durch Magnetfelder aus dem Gleichgewicht gebracht werden. Dieses kürzlich entdeckte Phänomen stellt eine überraschende Parallele zu ähnlichen Prozessen in von elektrischen Feldern angetriebenen Supraleitern dar und könnte ein grundlegendes Konstruktionsprinzip für zukünftige Nanogeräte sein.  mehr

Obwohl sie auf sehr unterschiedlichen Zeitskalen arbeiten, können Synchrotrons und XFELs Daten von gleichwertiger Qualität erzeugen, solange bei der Bildgebung eine serielle Datenerfassung und Kristalle gleicher Größe verwendet werden. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Wege für kollaborative Anwendungen an beiden Strahlungsquellen. mehr

Lichtangeregte Exzitonen können gleichzeitig einen atomartigen und einen festkörperartigen Charakter annehmen. Die Entdeckung eröffnet einen wichtigen neuen Ansatz für die lichtbasierte Steuerung von exzitonischen und Materialeigenschaften. mehr

Ein neuer Ansatz zur Kontrolle von Nanolicht: Forscher*innen in Hamburg und den USA verändern mit Lichtpulsen die elektronische Struktur das Schichtkristalls Wolframdiselenid, um feinste Details auf der Nanoskala abzubilden. mehr

MPSD-Forscher entdecken einen langlebigen, supraleitenden Zustand in K₃C₆₀ bei fünfmal höheren Temperaturen als in der Supraleitung ohne Photoanregung. Der mit einem neuartigen Laser erzeugte Zustand dauert fast 10.000 Mal länger an als bislang beobachtet. mehr

Verdrehte Van der Waals-Materialien sind ein vielseitiges Werkzeug zur Realisierung vieler begehrter Quantenmodellsysteme. Neue Perspektive zu ihrer Bedeutung für die Forschung erscheint heute in Nature Physics. mehr

Ein Forschungsteam von DESY und dem MPSD hat die Schwingung innerhalb eines Atomkerns und dessen ausgesandte Gammastrahlung mit einer Präzision von 1,3 Zeptosekunden kontrolliert und detektiert. Eine Zeptosekunde ist der tausendste Teil eines Milliardstels einer Milliardstel Sekunde. mehr

Die leichte Verdrehung der Schichten in zweischichtigem Graphen erzeugt mikrometergroße Regionen von einheitlichem, rhomboedrischen, vierlagigem Graphen. Das Material stellt eine neue, natürliche Plattform für die Erzeugung von Flachband-basierten Quantenphänomenen dar. mehr

Forscher*innen entwickeln bahnbrechende Methode, 'selbst-referenziertes Streaking', um Augerelektronen mit Subfemtosekundenauflösung zu stoppen. Der Durchbruch erweitert das Potential für die Attosekundenauflösung an XFELs.
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Forschungsteam entwickelt eine bahnbrechende Methode, Moiré-Metrologie, um die Wechselwirkung zwischen ultradünnen Schichten abzubilden. Informationen zur Wechselwirkung der Schichten sind in den feinen räumlichen Mustern eingeprägt, die nach der atomaren Relaxation entstehen.
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Das ‘Kicken’ der Atome eines CuGeO₃-Kristalls mit einem Infrarot-Laserpuls macht das Material nicht nur transparent, sondern ermöglicht es sogar, die Transparenz auf einer ultraschnellen Femtosekunden-Skala zu steuern. mehr

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Kartik Ayyer am MPSD hat 3D-Bilder von Gold-Nanopartikeln in ultrapräzisem Detail generiert. Die Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt in der Suche nach hochauflösenden Abbildungsmethoden für Makromoleküle. mehr

Forscher zeigen mittels einer neuen theoretischen Methode, dass die Chemie von Molekülen im Grund- und angeregten Zustand durch ihren Einschluss in einem Hohlraum gesteuert werden kann. mehr

Forschungsteam erzeugt ultradünne Wasserschicht zwischen zwei elektronentransparenten Siliziumnitrid-Fensterstrukturen, die im TEM unter nahezu normalen Temperatur- und Druckverhältnissen untersucht werden kann. mehr

Molekulare Quantenschalter erhalten Hilfe von ihren Substraten: Schwere Oberflächenatome wie Kupfer nehmen an der intramolekularen Wasserstofftunnelreaktion teil und können bei einer Temperatur von etwa 80 K eine Erhöhung der Tunnelrate um bis zu zwei Größenordnungen bewirken. mehr

Forschungsteam entwickelt Methode zum Nachweis der Dynamik von Licht auf ultrakleinen Skalen unter Verwendung eines hochempfindlichen Tracermoleküls. Das Magnesiumphthalocyanin-Molekül fungiert als Triggerschalter, der Veränderungen in den lokalen elektromagnetischen Feldern aufzeigt. mehr

Internationales Forscherteam ergattert mit Hilfe von Diamantchips einen direkten Blick auf Spinwellen. Die NV-Zentren des Diamantgitters nehmen die von den Spinwellen erzeugten Magnetfelder auf, was eine hochauflösende Abbildung der Wellen ermöglicht. mehr

Die Kopplung von Symmetrien in Licht und Materie erzeugt einen neuen Licht-Materie-Zustand – einen Zustand, der für die Entwicklung neuer Materialeigenschaften genutzt werden könnte. mehr

Forscher zeigen, dass kurzlebige topologische Zustände mit ebenso kurzen Lichtblitzen verfolgt werden können, die sich wie ein Korkenzieher drehen. mehr

Forscherteam der Universität Oxford und des MPSD berichtet in Physical Review Letters, dass eine dynamische Version der Supraleitung, die durch periodisches Schütteln des Materials erzeugt wird, eng mit starken elektronischen Korrelationen und geometrischer Frustration verbunden ist. mehr

Forscher entdecken, dass Pentacenmoleküle charakteristische Schaukelbewegungen und spezifische Vibrationen entwickeln, die bei der Umwandlung von Licht in elektrische Energie eine entscheidende Rolle spielen. mehr

Das Übergangsmetalldichalcogenid WSe₂ ermöglicht die Realisierung exotischer korrelierter Phänomene, einschließlich der Hoch-Tc-Supraleitung und korrelierter Isolatoren auf kontrollierte Weise und ohne die geometrischen Einschränkungen von Twisted Bilayer-Graphen. mehr

Wissenschaftler vom MPSD und der Universität Oxford bringen den Prototyp eines Antiferromagneten mit Terahertz-Lichtpulsen in einen neuen magnetischen Zustand. Mit dieser Methode erzeugen sie auf ultraschnellen Zeitskalen einen Effekt, der um Größenordnungen stärker ist als bisher bekannte. mehr

Forschungsgruppenleiter Kartik Ayyer entwickelt eine neue Methode für hochaufgelöste Abbildungen kleiner Biomoleküle. Sie basiert auf der Kombanition des Partikels mit 2D-Kristallen oder Goldnanopartikeln, wie er in einem Artikel in Optica beschreibt. mehr

Achtzehn führende Wissenschaftler*innen aus 16 Forschungseinrichtungen zeigen in einem Review in Science Advances, dass Inter-Exziton-Kohärenzen zu kurzlebig sind, um von funktioneller Bedeutung für den photosynthetischen Energietransport zu sein. Die Autoren deuten stattdessen auf impulsiv angeregte Schwingungen hin. mehr

Laserlicht mit einem breiten Farbspektrum verwandelt das normalerweise isolierende, keramische Material La₂CuO₄ (LCO) in ein dreidimensionales Metall. Die in PNAS veröffentlichte Forschungsarbeit zeigt, dass spezifische Schwingungen des Kristallgitters eine Rolle in diesem Metallisierungsprozess spielen. mehr

Die Möglichkeiten, die durch das verdrehte Aufeinanderlegen von zwei atomar dünnen Materialschichten entstehen, sind größer sind als bislang gedacht. Das ergibt die Arbeit eines Forschungsteams vom MPSD, der RTWH Aachen und dem Flatiron Institute in den USA. mehr

Die Berry-Krümmung - eine wichtige Eigenschaft von Quantenmaterialien - kann mit chiralem Licht abgebildet werden. Die Arbeit eines internationalen Forschungsteams sagte die Ergebnisse der Photoemissionsspektroskopie-Experimente voraus und zeigte, dass die daraus entstandenen Abbildungen Informationen über die mikroskopische Struktur der elektronischen Wellenfunktionen in atomar dünnen, zweidimensionalen Materialien enthalten. mehr

Forscher vom MPSD und dem Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) in den USA entdecken eine grundlegend neue Art von quantenelektronischen Schwingungen, oder Plasmonen, in atomar dünnen Materialien. mehr

Forscher kombinieren Elektronenbeugung, -mikroskopie und Kameratechnik für effiziente, hochaufgelöste Proteinstrukturbestimmung mehr

Wie beeinflussen Materialdefekte die Elektronenbewegungen in der Erzeugung hoher Harmonischer? Ein Team vom MPSD und dem dian Institute of Technology, Bombay, haben dies unter Einsatz von zweidimensionalem, hexagonalen Bornitrid (h-BN) und starken Lichtblitzen untersucht. mehr

MPSD-Wissenschaftler entdecken einen wegweisenden Ansatz, um mit Hilfe von Laserlicht einen topologischen Zustand in Graphen zu erzeugen. Ihre Arbeit ist in Nature Physics erschienen. mehr

Neue Methode nutzt Cocktail aus kleinen Flüssigkeitsmengen und Proteinkristallen, um enzymatische Reaktionen auszulösen. Ab dem Zeitpunkt des Mischens werden die Proteinstrukturen in definierten Abständen bestimmt, so dass die Bewegungen der biologischen Moleküle per Zeitraffer abgebildet werden. mehr

Forscher beobachten in einem hochdetaillierten Zeitrafferfilm sämtliche Teilschritte des katalytischen Zyklus eines Enzyms und entdecken, dass die Proteineinheiten über eine Kette aus einzelnen Wassermolekülen kommunizieren. mehr

Ein internationales Forschungsteam hat die Dynamik der lichtinduzierten Elektronenlokalisierung in Übergangsmetallen auf der Attosekundenskala enträtselt. Das Team untersuchte die Vielkörper-Elektronendynamik in Übergangsmetallen vor ihrer Erwärmung. mehr

Ein Forschungsteam aus den Vereinigten Staaten, Deutschland und Japan erklärt, wie die elektronische Struktur von Twisted Bilayer-Graphen (TBLG) die Vorstufe zur Supraleitung in diesen Systemen beeinflusst. mehr

Die Bewegungen von Elektronen im Magnetfeld sind ein altes Problem der Quantenphysik. Wissenschaftler entdecken nun, dass Quantenfluktuationen die Symmetrie eines Kristalls im Magnetfeld wiederherstellen können. mehr

MPSD-Forscher haben  Lichtimpulse aus dem Terahertz-Frequenzspektrum benutzt, um ein nicht-ferroelektrisches Material in ein ferroelektrisches umzuwandeln, so dass die Atome im Kristallgitter eine bestimmte Richtung "aufzeigen" und dadurch eine makroskopische elektrische Polarisation ausbilden. Die Fähigkeit, diese Polarisation umzukehren, macht ferroelektrische Materialien besonders geeignet für die digitale Informationskodierung und -verarbeitung. mehr

Eine der zentralen Herausforderungen der Physik ist die Kontrolle der Quanteneigenschaften von Materialien. Gleichzeitig liegt darin der Schlüssel, um die Quantenphysik für Anwendungen zu nutzen, wie etwa skalierbare Quantencomputer. mehr

Wissenschaftler vom DESY und MPSD, der Universität Hamburg und dem Exzellenzcluster CUI erzeugen in Festkörpern hohe-Harmonische Lichtpulse mit geregeltem Polarisationszustand, indem sie sich die Kristallsymmetrie und attosekundenschnelle Elektronendynamik zunutze machen. Die neu etablierte Technik könnte faszinierende Anwendungen in der ultraschnellen Petahertz-Elektronik und in spektroskopischen Untersuchungen neuartiger Quantenmaterialien finden. mehr

Wissenschaftler der Theorieabteilung des MPSD am Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) in Hamburg und Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) in Korea haben eine moderne quantenmechanische Methode benutzt, um Spin- und Ladungsstrom zu berechnen und dadurch die inneren topologischen Strukturen von Festkörpermaterialien zu klassifizieren. Diese Arbeit wird in PNAS veröffentlicht. mehr

Computer-Simulationen zeigen, wie der Transfer von Energie und Ladung zwischen Molekülen mit virtuellen Photonen kontrolliert und drastisch verstärkt werden kann. Hierzu werden Spiegel im Vakuum genutzt. Die Kontrolle des Vakuums ermöglicht somit die Steuerung chemischer Reaktionen. mehr

Wissenschaftler der Theorie-Abteilung haben mit theoretischen Berechnungen und Computersimulationen gezeigt, dass in atomar dünnen Schichten eines Supraleiters durch virtuelle Photonen die Kraft zwischen Elektronen und Gitterverzerrungen kontrollieren lässt. mehr

Wissenschaftler aus der Abteilung Dynamik in Atomarer Auflösung des MPSD (Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie) am Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg, der University of Toronto in Kanada und der ETH Zürich in der Schweiz haben eine neue Methode entwickelt, um Biomoleküle bei der Arbeit zu beobachten. mehr

Hamburger Theoretiker präsentieren ultraschnelle Methode, um magnetische topologische Weyl-Materialien zu erzeugen. Die Forschungsergebnisse liefern wichtige neue Ansätze  für die Entwicklung von magneto-optischen topologischen Hochgeschwindigkeits-Schaltern für zukünftige elektronische Anwendungen. mehr

MPSD-Forscher nutzen den hohen Druck einer Diamant-Ambosszelle und gewinnen so neue Einblicke in die Mechanismen, die der licht-induzierten Hochtemperatur-Supraleitung in K₃C₆₀ zugrunde liegen. mehr

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der MPSD-Gruppe, die interatomaren Kräfte weitab vom Gleichgewicht zu messen. Diese Messungen gewähren neue Einblicke in die mechanischen Eigenschaften von Materie und deren Instabilität in der Nähe von Phasenübergängen. mehr

Forscher aus der Theorie-Abteilung des MPSD haben gezeigt, dass 2D-Kristalle in der Erzeugung höherer Harmonischer eine Alternative zu Atomen und Molekülen bieten. mehr

Bei einem Material mit einer starken Kopplung zwischen Phononen und den Orbitalzuständen der Elektronen kann ein besonderes Phonon die Dynamik der Elektronenspins genauso beeinflussen wie es ein Magnetfeld tun würde. mehr

MPSD-Wissenschaftler haben erstmals einen verdeckten, supraleitenden Zustand oberhalb der supraleitenden Übergangstemperatur nachgewiesen. Die Ergebnisse ihrer Arbeit wurden in Science veröffentlicht.


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Neuer Regelknopf nachgewiesen, der die Kontrolle und Optimierung der Erzeugung hoher Harmonischer in Volumenfestkörpern ermöglicht. mehr

Wissenschaftler beleuchten den "anderen Hochtemperatur-Supraleiter": Nachweis der Koexistenz von Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Bismutaten.

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Mit Hilfe von Mikrowellen haben Forscher die exakte Struktur eines winzigen molekularen Motors entschlüsselt. Die Nano-Maschine besteht aus einem einzigen Molekül mit 27 Kohlenstoff- und 20 Wasserstoffatomen (C₂₇H₂₀). mehr

Thermische und elektrische Ströme in Nanostrukturen lassen sich durch lokale Quantenbeobachtungen steuern mehr

MPSD-Forscher enthüllen die verborgenen Eigenschaften von Titandioxid mehr