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Antimaterie im Rahmen der Quantentheorie: Teilchen und Welle

12.05.2019

Das Doppelspalt-Experiment demonstriert eines der Grundprinzipien der Quantenphysik: Punktteilchen sind auch Wellen. In der Standardversion des Experiments passieren Partikel zwei Schlitze in einer festen Barriere. Von der anderen Seite erscheint auf dem Schirm ein für Wellen typisches Interferenzmuster. Die aus jedem Schlitz hervortretenden Grate und Täler verstärken oder heben sich gegenseitig auf, wenn sie sich überlappen, wodurch auf dem Sieb alternierende Bänder mit hoher und niedriger Partikeldichte entstehen.

Diese Art von Experiment enthüllte die Korpuskularwellen-Dualität von Photonen, Elektronen, Atomen und sogar großen Molekülen. Aber es ist sehr schwierig, einen starken, gleichmäßigen Strahl von Antiteilchen zu erzeugen, um ein Experiment mit Antimaterie durchzuführen. Nun hat ein neues Doppelspaltexperiment die wellenartige Natur des Antiteilchens des Elektrons, des Positrons, bestätigt.

Forscher haben ein Gerät entwickelt, in dem Positronen, die beim radioaktiven Zerfall des Natrium-22-Isotops entstehen, durch zwei aufeinanderfolgende Reihen vertikaler Stäbe mit einer Dicke von weniger als einem Mikrometer strömen. Die Abstände dieser Stäbchen von jeweils wenigen hundert Nanometern Durchmesser wirken wie Schlitze in einem klassischen Experiment. Die Positronenwellen breiten sich zum Kernemulsionsdetektor aus, wo die Antiteilchen die chemische Struktur der Silberbromidkristalle verändern.

Ein Kernemulsionsdetektor „sieht aus wie ein fotografischer Film“, sagt der Co-Autor der Studie, Marco Giammarchi, Physiker am National Institute of Nuclear Physics in Mailand. Die Entwicklung eines Kernemulsionsfilms in einer Dunkelkammer und die Betrachtung unter einem Mikroskop zeigen chemische Spuren von Positronen. Tatsächlich fand Jammarkas Team ein Positronen-Interferenzmuster mit abwechselnden Bändern hoher und niedriger Positronendichte.

Jammarcki und seine Kollegen hoffen, die neue Technik nutzen zu können, um die Natur anderer Antimateriekonglomerate wie Positronium zu untersuchen.

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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 ... >>

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