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Das magnetische Moment des Myons ist die fünfte Naturkraft

24.08.2023

Wissenschaftler von Fermilab haben eine sensationelle Entdeckung gemacht und erhebliche Abweichungen in der Anomalie des magnetischen Moments des Myons festgestellt – eines komplexen und instabilen Elementarteilchens. Diese Beobachtungen gehen über das physikalische Standardmodell hinaus und stellen die Wissenschaft vor das Rätsel der unbekannten Auswirkung auf das magnetische Moment des Myons.

Obwohl das Myon ein instabiles Teilchen ist, hat es eine beträchtliche Masse – 207-mal schwerer als ein Elektron. Aufgrund dieser Masse erwiesen sich Messungen seines magnetischen Moments als viel genauer und für die Forschung zugänglicher. Im Gegensatz zur Anomalie des magnetischen Moments des Elektrons, die Wissenschaftler durch die Wechselwirkung mit den Quanten des elektromagnetischen Feldes erfolgreich erklären konnten, stellt die Anomalie des magnetischen Moments des Myons die Wissenschaft vor ein Rätsel.

Das bestehende Modell der Elementarteilchen und -felder liefert keine Erklärung für derart große Abweichungen im magnetischen Moment des Myons. Dies könnte darauf hindeuten, dass es neben den bekannten Feldern und Teilchen noch etwas Unbekanntes gibt, das einen Einfluss auf das magnetische Moment des Myons hat. Wenn es Wissenschaftlern gelingt, diesen unbekannten Einfluss mit großer Genauigkeit zu messen und seine Existenz nachzuweisen, könnte dies zur Entdeckung neuer Kräfte oder Elementarteilchen führen, deren Vorhandensein in der modernen Physik noch unbekannt ist.

Die Studie wurde im Rahmen des Muon g-2-Experiments durchgeführt, bei dem zwei lange Beobachtungssitzungen in der Einrichtung von Fermilab ein Ergebnis mit bemerkenswerter statistischer Signifikanz lieferten. Die gewonnenen Daten erlauben uns mit einer Sicherheit von 5 Sigma festzustellen, dass die beobachteten Abweichungen nicht zufällig sind. Dies öffnet eine neue Seite im Verständnis der grundlegenden Naturgesetze und kann zu neuen Entdeckungen in der Welt der Elementarteilchen und -felder führen, die über das Standardmodell hinausgehen.

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

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Entwicklung von nichtflüchtigen CeRAM-Speichern 06.02.2014

Eine innovative nichtflüchtige Speichertechnologie, die sich besser skalieren lässt und eine bessere Leistung als Flash-Speicher und herkömmlicher resistiver Speicher (ReRAM) erbringt, hat das Interesse der großen ARM-Holdings für Prozessorarchitekturen geweckt. CeRAM-Speicher (Correlated Electron RAM, Speicher mit einem korrelierten Elektron) wird von Symetrix aktiv gefördert. ARM wiederum unterstützt ihre Forschung.

Am Speicherforschungsprojekt CeRAM sind Symetrix, ARM, die University of Colorado und die University of Texas beteiligt. Die konkreten Ziele, die Dauer und das Budget des Projekts wurden nicht bekannt gegeben, aber der Studienteilnehmer, Professor Araujo (Araujo), stellte fest, dass Symetrix in Kürze wichtige Daten zu CeRAM-Geräten mithilfe eines Rasterkraftmikroskops erhalten wird, mit dem Sie Details als betrachten können klein wie 5 nm. Diese Daten müssen die "neuen Schalteigenschaften" des Geräts demonstrieren.

Die intensive Forschung an Technologien wie ReRAM und CeRAM erklärt sich aus der Tatsache, dass Flash-Speicher sich seiner technologischen Grenze nähern und es sehr problematisch sein wird, Geräte mit Herstellungsprozessen von weniger als 10-20 nm zu entwickeln. Daher braucht die Branche grundlegend neue Entwicklungen. Was ReRAM betrifft, stehen Forscher bei der Entwicklung dieser Technologie vor vielen Hindernissen. Das Verständnis der physikalischen Prozesse der Bildung und Zerstörung der sogenannten leitfähigen Fäden in der Isolierschicht zwischen den oberen und unteren Elektroden im ReRAM-Speicher hat sich als schwierig erwiesen, und ohne sie ist es schwierig, voranzukommen.

Im Gegensatz zu ReRAM ist CeRAM ein resistiver Speicher, der die gleichen Übergangsmetalloxide (TMOs) wie NiO verwendet, jedoch keine Filamente oder Elektroformung verwendet. Stattdessen weist CeRAM Quanteneffekte der Elektronenpositionskorrelation auf, woher es seinen Namen hat. Bei der CeRAM-Struktur wird der TMO-Aktivbereich unterschieden, der die beiden leitfähigen TMO-Schichten trennt, während bei ReRAM das Übergangsmetalloxid den gesamten Bereich zwischen den Metallschichten einnimmt.

TMOs haben unvollständige 3D- oder 4D-Atomhüllen, die durch einen Metall-Isolator-Übergang gehen. Bei NiO reicht eine Spannung von 0,6 V aus, um einen isolierten Zustand zu erfassen, und 1,2 V, um einen leitenden Zustand zu erfassen. Es benötigt keine thermodynamischen Phasenübergänge wie bei herkömmlichem ReRAM.

Die Schaltgeschwindigkeit von CeRAM-Speicherzellen kann mehrere zehn Femtosekunden erreichen, und die Versorgungsspannung beim Lesen beträgt nur etwa 0,1–0,2 V. Der Zustand des Speichers bleibt auch bei Erwärmung auf 400 Grad Celsius stabil.

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