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Lasergerät, das Teilchen mit negativer Masse erzeugt

13.01.2018

Wenn Sie in unserer physischen Welt ein Objekt schieben, beginnt es sich gemäß Newtons zweitem Gesetz von Ihnen wegzubewegen. Aber Objekte mit negativer Masse wirken diesem Prinzip entgegen, je mehr Sie sie drücken, desto schneller bewegen sie sich in Ihre Richtung. All dies scheint eine unmögliche Sache zu sein, dennoch ist ein solcher Effekt seit langem theoretisch untermauert und seine Manifestationen wurden in einigen Experimenten beobachtet. Und kürzlich haben Forscher der University of Rochester die Entwicklung eines Geräts abgeschlossen, das Partikel mit negativer Masse erzeugen kann.

In Experimenten, die letztes Jahr von Wissenschaftlern der University of Washington durchgeführt wurden, zeigte eine „Flüssigkeit“, die aus einem Bose-Einstein-Kondensat bestand, einer Wolke aus Rubidiumatomen, die durch Laserlicht auf eine extrem niedrige Temperatur gekühlt wurde, eine negative Masse. In dem von den Rochester-Forschern entwickelten Gerät wird der negative Masseneffekt durch Quasiteilchen gezeigt, die durch Verschmelzen von Laserlichtphotonen mit in einem Halbleitermaterial erzeugten Exzitonen erzeugt werden.

Das Design des neuen Geräts ähnelt in vielerlei Hinsicht dem eines herkömmlichen Lasers. Licht wird in den Spalt zwischen zwei parallelen Spiegeln gelenkt. Der zwischen diesen beiden Spiegeln eingeschlossene Raum wird als optische Falle bezeichnet, und in der Mitte dieser optischen Falle wurde eine atomar dünne Schicht aus einem Halbleitermaterial, Molybdänit, Molybdändisulfid, platziert, das mit dem in der optischen Falle eingeschlossenen Licht interagiert. Exzitonen, die in einem Halbleiter erzeugt werden, verbinden sich mit Lichtphotonen, um Quasiteilchen zu bilden, die als Polaritonen bezeichnet werden und den negativen Masseneffekt zeigen.

„Indem wir ein Exziton zwingen, einen Teil seiner ‚Identität‘ an ein Lichtphoton abzugeben, erhalten wir Polaritonen mit negativer Masse", sagt Nick Vamivakas, leitender Forscher. Wenn das „negative" Polariton gezogen oder geschoben wird, beginnt es zu wachsen sich in die entgegengesetzte Richtung zu dem bewegen, was die Intuition der Person sagt."

Wissenschaftler aus Rochester arbeiten immer noch daran, die Physik und das Verhalten von Partikeln mit negativer Masse zu erforschen, die von dem von ihnen entwickelten Gerät erzeugt werden. Das praktische Anwendungsgebiet dieser Errungenschaft ist noch nicht festgelegt, aber die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass die Verwendung von "negativen" Polaritonen es ermöglichen wird, leistungsstärkere und effizientere Laser zu schaffen.

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Petgugu Global Katzenstreu 15.04.2024

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Die Attraktivität fürsorglicher Männer 14.04.2024

Das Klischee, dass Frauen „böse Jungs“ bevorzugen, ist schon lange weit verbreitet. Jüngste Untersuchungen britischer Wissenschaftler der Monash University bieten jedoch eine neue Perspektive zu diesem Thema. Sie untersuchten, wie Frauen auf die emotionale Verantwortung und Hilfsbereitschaft von Männern reagierten. Die Ergebnisse der Studie könnten unser Verständnis darüber verändern, was Männer für Frauen attraktiv macht. Eine von Wissenschaftlern der Monash University durchgeführte Studie führt zu neuen Erkenntnissen über die Attraktivität von Männern für Frauen. Im Experiment wurden Frauen Fotos von Männern mit kurzen Geschichten über deren Verhalten in verschiedenen Situationen gezeigt, darunter auch über ihre Reaktion auf eine Begegnung mit einem Obdachlosen. Einige der Männer ignorierten den Obdachlosen, während andere ihm halfen, indem sie ihm beispielsweise Essen kauften. Eine Studie ergab, dass Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten, für Frauen attraktiver waren als Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten. ... >>

Elektronischer Helm für LKW-Fahrer 14.04.2024

Verkehrssicherheit, insbesondere für Fahrer schwerer Baumaschinen, hat für Ingenieure und Wissenschaftler höchste Priorität. Vor diesem Hintergrund hat das deutsche Fraunhofer-Institut für Strukturfestigkeit und Systemzuverlässigkeit ein neues Produkt vorgestellt – einen elektronischen Helm, der Fahrer beim Führen von Baufahrzeugen vor schweren Verletzungen schützen soll. Ein neuer elektronischer Helm, der von einem Team von Ingenieuren des Fraunhofer-Instituts entwickelt wurde, eröffnet neue Perspektiven für die Sicherheit von Lkw- und Baumaschinenfahrern. Das Gerät ist in der Lage, das Ausmaß der Erschütterungen im Fahrzeuginnenraum zu überwachen und den Fahrer vor möglichen Gefahren zu warnen. Grundlage der Helmfunktion ist ein eingebauter piezoelektrischer Sensor, der bei physikalischer Verformung Strom erzeugt. Dieser Mechanismus ermöglicht es dem Gerät, auf die für Baumaschinen typischen starken Vibrationen zu reagieren. Wenn die Verformung sichere Werte überschreitet, wird am Helm ein Alarmsystem aktiviert. ... >>

Antivitamine statt Antibiotika 13.04.2024

Das Problem der bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika wird immer gravierender und stellt eine Gefahr für die wirksame Behandlung von Infektionen dar. Vor diesem Hintergrund suchen Forscher nach neuen Wegen zur Bekämpfung von Superbakterien. Eine vielversprechende Richtung ist der Einsatz von Antivitaminen, die antibakteriell wirken können. Obwohl Antivitamine als das Gegenteil von Vitaminen bekannt sind, haben sie sich als vielversprechendes Mittel im Kampf gegen bakterielle Antibiotikaresistenzen erwiesen. Eine von Wissenschaftlern der Universität Göttingen in Deutschland durchgeführte Studie bestätigte ihr Potenzial bei der Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung gefährlicher Infektionen. Angesichts der Zunahme antibiotikaresistenter Superbakterien besteht die Notwendigkeit, alternative Behandlungsmethoden zu finden. Antivitamine sind Moleküle, die den Vitaminen ähneln, aber die bakterielle Aktivität hemmen können, ohne den menschlichen Körper zu schädigen. Derzeit kennt die Wissenschaft nur drei Antivitamine: Rose ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Wasserstoff aus Gold und Rost 23.05.2013

Ingenieure der Duke University haben eine neue Methode zur Herstellung von reinem Wasserstoff entwickelt, die zur Lösung des Problems nicht nachhaltiger fossiler Brennstoffe beitragen könnte. Es gibt viel Wasserstoff in der Umwelt, aber die Herstellung und der Transport von molekularem Wasserstoff im industriellen Maßstab ist immer noch eine teure und komplizierte Angelegenheit. Außerdem entsteht bei modernen Technologien zur Herstellung von Wasserstoff häufig Kohlenmonoxid als Nebenprodukt, das für Mensch und Tier giftig ist.

Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, einen katalytischen Prozess zur Reformierung von Erdölprodukten zu schaffen, der die Bildung von schädlichem CO auf nahezu Null reduziert. Das neue Verfahren produziert Wasserstoff bei viel niedrigeren Temperaturen, wobei Kohlendioxid und Wasser als Nebenprodukte entstehen. Dabei ist zu beachten, dass trotz CO2-Emissionen bei der Wasserstoffherstellung die Belastung der Atmosphäre durch dieses Treibhausgas sogar zurückgehen wird, da Wasserstoff unter Bildung von Wasser sauber verbrennt.

Das neue Verfahren zur Wasserstoffherstellung basiert auf der Verwendung von Nanopartikel-Katalysatoren aus Gold und Eisenoxid (Rost). Dies ist das Know-how, denn bisher wurde Gold als einziger Katalysator verwendet, während Ingenieure der Duke University Eisenoxid als Verstärker der katalytischen Reaktion verwendeten.

Dank des neuen Katalysators sind die Kohlenmonoxidemissionen bei der Herstellung von Wasserstoff vernachlässigbar: weniger als 0,002 % oder 20 Teile pro Million. Dies reduziert nicht nur die Luftverschmutzung, sondern ermöglicht auch die Herstellung von reinem Wasserstoff, der für den Einsatz in Brennstoffzellen geeignet ist. Darüber hinaus läuft der neue Katalysator seit über 200 Stunden ohne Anzeichen von verringerter Effizienz oder erhöhten COXNUMX-Emissionen.

Während der genaue Mechanismus des Katalysators unbekannt ist, wurde bisher angenommen, dass Eisenoxid nur als Stützstruktur für Gold dient. Es stellte sich jedoch heraus, dass es in der Lage ist, die Reformierungsreaktion von Erdölprodukten direkt zu beeinflussen. Wissenschaftler glauben, dass dies auf die Größe der Gold-Nanopartikel zurückzuführen ist, und planen, die Experimente in dieser Richtung fortzusetzen. Es bleibt zu hoffen, dass sie endlich ein ausreichend wirksames und sicheres Verfahren zur industriellen Herstellung von Wasserstoff als Kraftstoff finden.

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