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Laser, der den Effekt der Supraleitung nutzt

08.02.2018

Im Silicon Valley, einem Ort, der als Heimat der neuesten Hochtechnologie und Innovation bekannt ist, wurde mit dem Bau eines neuen Röntgenlasers begonnen, der 3 Kilometer lang ist und eine Menge supraleitender Komponenten verwendet. Dieser Laser wird im SLAC National Linear Accelerator Laboratory des Fermi National Laboratory gebaut, wo gerade der erste kryogene Abschnitt geliefert wurde.

Die 12.2 Meter (40 Fuß) langen Abschnitte, Kryomodule genannt, sind die „Bausteine“ des zukünftigen LCLS-II-Lasers, der den bestehenden Freie-Elektronen-Röntgenlaser (LCLS) mit kohärenter Lichtquelle Linac ersetzen wird. Die Module verfügen über eine Reihe von kryogenen Einheiten aus Niob. Diese Knoten werden elektrische Felder von besonderer Form und großer Stärke bilden, die die Elektronen auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigen werden. Der LCLS-II-Laser erzeugt Pulse, die 10-mal heller sind als die vom LCLS-Laser. In diesem Fall beträgt die Impulswiederholungsrate eine Million Mal pro Sekunde.

Die Hälfte der Kryomodule des neuen Lasers wird im Fermi National Laboratory und die andere Hälfte im Thomas Jefferson National Accelerator Center in Virginia hergestellt. Jedes der erstellten Module wird zunächst am Ort seiner Montage einzeln getestet und anschließend ins Silicon Valley geschickt. Diese Module werden in dem Tunnel installiert, der früher von der SLAC-Laserausrüstung besetzt war, der 2 Meilen lang und 10 Meter unter der Erde ist.

Dank der erstaunlichen Leistung des neuen Lasers können Wissenschaftler komplexe Materialien und Prozesse mit beispielloser Auflösung untersuchen. Das Licht des neuen Lasers wird es ermöglichen, seltene und vorübergehende chemische Phänomene zu sehen, die Arbeit von Molekülen biologischen Ursprungs zu studieren, in die seltsame Welt der Quantenmechanik zu blicken und die Bewegungsparameter einzelner Bestandteile von Molekülen und sogar Atomen zu messen.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

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, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Eisenabbau auf dem Mars 09.08.2022

Australische Forscher der Swinburne University of Technology haben ein Verfahren zur Herstellung von Eisen auf dem Mars entwickelt. Sie schlagen vor, konzentriertes Sonnenlicht als Energiequelle zu nutzen und Eisen aus Regolith durch carbothermische Reduktion zu extrahieren.

Experimente mit dem Rover Perseverance demonstrierten die Möglichkeit, Sauerstoff auf dem Roten Planeten durch die Elektrolyse von Kohlendioxid (CO2) zu gewinnen. Bei diesem Prozess wird eine große Menge Kohlenmonoxid (CO) als Nebenprodukt freigesetzt. Die Forscher schlagen vor, die Sauerstoffanlage mit der Eisenproduktion zu kombinieren, um Nebenprodukte zu nutzen.

Die Wissenschaftler zeigten in ihren Berechnungen, dass das bei der Elektrolyse von Kohlendioxid entstehende Heißgas reich an CO (91 %) wäre. Es kann verwendet werden, um Regolith vorzuwärmen. Außerdem kann durch Kondensation des Kohlenmonoxids reiner Kohlenstoff gewonnen werden.

Die Forscher analysierten die Zusammensetzung des Marsregolithen (Boden) und stellten fest, dass durch Zugabe von 10 % Kohlenstoff bei einer Temperatur von 1120 °C und einem Druck von 7 mbar (Atmosphärendruck auf dem Mars) bei einer Umwandlung flüssiges Eisen gewonnen werden kann von 99,9 %. In diesem Fall enthält die Legierung eine geringe Menge an Verunreinigungen aus Kohlenstoff, Silizium, Phosphor und Chrom.

Das so entstandene Material kann für die eigenständige Produktion verschiedener Maschinen und Geräte für eine Kolonie auf dem Mars verwendet werden. Die Technologie basiert ausschließlich auf lokalen Materialien und erfordert keine Lieferung von Gütern von der Erde.

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