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Falle für Positronen

05.03.2019

Wissenschaftler aus Deutschland haben eine Magnetfalle für Positronen entwickelt. Darüber hinaus ist geplant, die Methode zum Einschließen und Aufbewahren von Positronen über einen langen Zeitraum und zur Gewinnung von Elektron-Positron-Plasma zu verfeinern.

Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM) und des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) ist es erstmals gelungen, Positronen, die Antiteilchen der Elektronen, verlustfrei in einer Magnetfalle einzufangen. Das ist ein wichtiger Schritt, um aus Materie und Antimaterie, also aus Elektronen und Protonen, ein Plasma zu erzeugen. Es wird angenommen, dass solche Plasmen in der Nähe von Neutronensternen und Schwarzen Löchern entstehen.

Die Fähigkeit, Positronen einzufangen und zu halten, ist grundlegend für die Untersuchung von Plasmen von Elektron-Positron-Paaren. Solche Plasmen sind von großem Interesse, um grundlegende Fragen der Plasma- und Astrophysik zu untersuchen.

Positronen sind Antiteilchen von Elektronen, die ähnliche Eigenschaften haben, mit Ausnahme der Ladung: Für Positronen ist sie positiv, nicht negativ. Wenn ein Positron mit einem Elektron kollidiert, vernichten sich beide sofort in einem Lichtblitz. Da wir überall auf der Erde von Elektronen umgeben sind, ist es äußerst schwierig, Positronen so zu halten, dass sie zumindest eine Weile überdauern.

Glücklicherweise haben Wissenschaftler NEPOMUC entwickelt, die weltweit leistungsstärkste Positronenquelle in Garching nördlich von München, die bis zu 900 Millionen Positronen pro Sekunde erzeugen kann.

Seit 40 Jahren regen Plasmaphysiker dieses Elektron-Positron-Plasma an, aber sie stehen erst jetzt vor einem wirklichen Durchbruch. Tatsache ist, dass es sehr schwierig ist, geladene Teilchen wie Positronen in eine Magnetfalle zu bewegen: Die gleichen physikalischen Gesetze, die Teilchen darin halten, verhindern, dass die richtigen Teilchen hineingelangen.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

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

Nanosensor erkennt Pestizide auf Früchten 10.06.2022

Schwedische Wissenschaftler haben einen winzigen Sensor entwickelt, der Pestizide auf Obst in nur wenigen Minuten erkennen kann. Die Technik verwendet flammgespritzte Nanopartikel aus Silber, um das Signal von Chemikalien zu verstärken.

Die neuen Nanosensoren verwenden die oberflächenverstärkte Raman-Streuung oder SERS, eine leistungsstarke Detektionstechnik, die die diagnostischen Signale von Biomolekülen auf Metalloberflächen um mehr als das Millionenfache vergrößern kann. Diese Technologie wurde in mehreren Forschungsbereichen eingesetzt, einschließlich chemischer und Umweltanalysen und zur Entdeckung von Biomarkern für verschiedene Krankheiten. Hohe Herstellungskosten und eine begrenzte Reproduzierbarkeit von Charge zu Charge haben jedoch bisher eine breite Anwendung in der Lebensmittelsicherheitsdiagnostik verhindert.

Forscher des Karolinska-Instituts entwickelten den SERS-Nanosensor mithilfe von Flammspritzen – einer etablierten und kostengünstigen Metallbeschichtungstechnik – um kleine Tröpfchen aus Silber-Nanopartikeln auf eine Glasoberfläche aufzubringen. Flammsputtern kann verwendet werden, um schnell gleichmäßige SERS-Filme über große Flächen herzustellen.

Die Forscher passten dann den Abstand zwischen einzelnen Silbernanopartikeln an, um ihre Empfindlichkeit zu erhöhen. Um zu testen, ob sie Substanzen erkennen konnten, trugen die Wissenschaftler eine dünne Schicht Indikatorfarbstoff über die Sensoren auf und verwendeten ein Spektrometer, um molekulare Fingerabdrücke zu erkennen. Laut den Forschern detektierten die Sensoren zuverlässig und gleichmäßig molekulare Signale, und ihre Leistung blieb bei einem erneuten Test nach 2,5 Monaten unverändert. Das heißt, diese Nanosensoren werden lange Zeit dienen können.

Beim Testen des Sensors konnten die Forscher geringe Konzentrationen von Parathion-Ethyl nachweisen, einem giftigen landwirtschaftlichen Insektizid, das in den meisten Ländern verboten oder eingeschränkt ist. Eine kleine Menge Parathion-Ethyl wurde auf einen Apfel gegeben. Später wurde der Rückstand mit einem Wattestäbchen gesammelt und in eine Lösung getaucht, um die Pestizidmoleküle aufzulösen. Diese Lösung wurde auf den Sensor getropft, was bestätigte, dass die Lösung tatsächlich Pestizide enthält.

In Zukunft wollen die Forscher prüfen, ob die neuen Nanosensoren auch in anderen Bereichen Anwendung finden können. Zum Beispiel, um Biomarker für bestimmte Krankheiten am Point-of-Care in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen zu erkennen.

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