FORSCHUNG - Über die Identifizierung der Hauptursache des reduzierten Stromtransports in Supraleitern berichten Physiker der UniA, Gainesville/ Florida und Kopenhagen in "Nature Physics". Supraleiter ermöglichen den verlustfreien Transport von Strom aufgrund eines komplizierten Quantenzustand - praktisch durch eine mit Flüssigluft kühlbare Kupferoxid-Verbindung realisiert. Durch das Aufeinandertreffen gegeneinander verdrehter Materialkörner entstehen mikroskopische Defekte, die besonders negativ auf den Stromtransport wirken. Erstmalig erlaubt ein theoretisch simulierbares Modell, als Hauptursache die sich an den Grenzflächen zwischen zwei Kristallkörnern sammelnde elektrische Ladung auszumachen. Diese Erkenntnis ermöglicht nun die gezielte weitere Optimierungen und somit weitere praktischen Einsatzmöglichkeiten von Hochtemperatur-Supraleitern.
www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys1687.html - idw-online.de/pages/de/image119247, www.physik.uni-augsburg.de/exp6
Juli 2010
FORSCHUNG - eine Einführung in die Grundlagen und Anwendungen der Plasmaphysik für die gymnasialen Oberstufe haben Augsburger Physiker zusammen mit dem IPP Garching entwickelt. Die Nachfrage im Raum Augsburg-München ist groß. Mit dem Überblick, der auch erklärende Experimente zeigt, sollen die SchülerInnen ein wenig mit der 'Faszination Plasmaphysik' angestecket werden - natürlich auch im Hinblick auf die Studienwahl.
www.uni-augsburg.de/upd/2010/2010_125/
Juli 2010
Eine beeindruckende Bilanz hat der
Sonderforschungsbereich (SFB) "Kooperative Phänomene im Festkörper: Metall-Isolator-Übergänge und Ordnung mikroskopischer Freiheitsgrade" nach 10 Forschungsjahren: mit fast 700 Veröffentlichungen, viele davon in international renommierten Zeitschriften der Physik, ist er einer der SpitzenSFBs; für die Qualität der Forschung wurden
Prof. Mannhardt mit dem
Gottfried Willhelm Leibniz-Preis und
Prof. Vollhardt mit der
Max-Planck-Medaille der DPG ausgezeichnet. Neben der Grundlagenforschung wurden auch die anwendungsorientierten Themen aufgegriffen und Forschungsaktivitäten verschiedener Bereiche gebündelt. Zusätzlich dient das erfolgreiche Konzept der Einbindung junger Nachwuchswissenschaftler und die effiziente Verwendung der Kinderbetreuungsmittel als Modell für andere SFBs. Allgemeinverständlich nachzulesen sind die Forschungsergebnisse in der Broschüre "Exotische Zustände im Festkörper", bildlich in den mit dem PUNKT-Preis ausgezeichneten Fotographien zu bewundern. Der erfolgreiche Abschluß mündete in das Nachfolgeforschungsprojekt Augsburg-München-Transregio "From Electronic Correlations to Functionality" (TRR 80).
Der
Forschungsverbund FOROXID (Multiskalendesign oxidischer Funktionsmaterialien) belegt mit bereits drei angemeldeten Patenten seinen Untersuchungserfolg. Diese Materialien werden u.a. in der Elektronik, Optik, Energietechnik und Sensorik sowie bei Magnetismus und Katalyse angewandt. Zwar sei ihr Potential noch nicht voll erschlossen. Dennoch sieht Prof. Stritzker (Experimentalphysik IV) die grundlegende Aufgabe, nämlich die Funktionsmaterialien weiter- und auch neu zu entwickeln, nach drei Forschungsjahren als erfüllt. Denn der Weg zur industriellen Umsetzung – wie bspw. leichtere Kunststofflinsen für Brillen, quecksilberreduzierte Leuchtstofflampen, neuartigen Autoabgas-Sensoren etc. ist geebnet.
KUMAS (Kompetenz zentrums Umwelt e. V.) ernennt eine am An wen der zen trum Material- und Umwelt forschung (AMU) entwickelte
Sonde, zum
"Offiziellen Leitprojekt 2009 . Die von der Corrmoran GmbH weiterentwickelte Sonde erlaubt es, die Betriebsweise von M ll- und Biomasse- Verbrennungsanlagen energetisch zu optimieren und so Kosten zu reduzieren.
Wissenschaftler des
Anwenderzentrums Material- und Umweltforschung (AMU) arbeiten im neuen EU-geförderten Projekt direkt bei der Industrie zusammen. D.h.in produzierenden Unternehmen mit Faserverbundwerkstoff-Leichtbautechnologie werden 5 Kompetenzbüros etabliert und mit Wissenschaftlern der Uni Augsburg besetzt. Diese begleiten als Projektarchitekten gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Gestartet haben bereits die SGL Group, der Verein Carbon Composites e. V. und die MT Aerospace AG.
Das Projekt TRR 80
„Von elektronischen Korrelationen zur Funktionalität“ zielt auf die Entwicklung neuartiger Materialien, die elektronische Bauelemente revolutionieren könnten. In diesen Materialen „spüren“ sich Elektronen gegenseitig und bewirken durch ihr korreliertes Verhalten magnetische, ferroelektrische oder supraleitende Eigenschaften. Sie schaffen die Grundlage für die nächste, völlig neue Generation elektronischer Bauelemente, die "
spürbaren Einfluss auf unser alltägliches Leben haben können.", so Koordinator Prof. Mannhardt, dessen Team gemeinsam mit der TU München zusammenarbeitet. Die Fördergelder betragen 8 Mio € auf zunächst 4 Jahre begrenzt. Zentrale Projektbestandteile: Garchinger Neutronenquelle FRM II und Einbindung von Doktoranden und Studierenden für eine forschungsnahe Ausbildung/ Nachwuchsförderung.
Physiker aus Oxford, Bonn und Augsburg (Prof. Hänggi) beantworten eine seit über hundert Jahren offene Kernfrage der modernen Physik, die
konsistente Einbettung thermodynamischer Konzepte in die Einsteinsche Relativitätstheorie, in der neuesten Ausgabe von "Nature Physics". Ein unschätzbarer Beitrag zum Verständnis komplexer natürlicher Vorgänge. Zur Lösung dieses konzeptionellen Problems gelangen sie, indem sie die thermodynamischen Größen "fotografisch", d.h. mithilfe von sog. Lichtkegeln bestimmen. Diese vorgeschlagene "fotografische Thermodynamik" ist an sich problemlos auch auf die Allgemeine Relativitätstheorie erweiterbar.
Diamant-Mosaikkristalle entwickeln Augsburger Materialwissenschaftler zusammen mit drei bedeutenden Neutronenforschungszentren. Eingesetzt in Monochromatoren können die Kristalle die bisher tagelangen Messzeiten um das Vierfache verkürzen während sie vergleichsweise günstig sind. Mittelfristig verspricht sich das Team von Prof. Stritzker, das weltweit die führende Position bei der Abscheidung großflächiger Diamantschichten aus der Gasphase auf andersartige Kristalle innehält, auch einen starken wirtschaftlichen Nutzen der Züchtung.
Ansprech-
partner:
Prof. Dr. Bernhard Bauer
Lehrstuhl für Programmierung verteilter Systeme
bauer@ds-lab.orgTel. +49(0)821-598-2118
Biokompatible Materialbeschichtungen zur
Optimierung medizinischer Implantate, daran arbeiten Materialforscher und Nanowissenschaftler der Augsburger Physik sowie Kernphysikern und Medizinern der TUM, LMU, Uniklinik Mannheim/ Heidelberg. Hauchdünne antibakterielle, diamantähnliche Materialschichten werden mit lebenden Zellen präpariert, anschließend werden deren Eigenschaften mittels des neuartigen „Biochips“ gemessen, um sie zu optimieren: Ziel ist, den Einfluss der Beschichtungsmaterialien auf das Wachstum von Körperzellen und Bakterien zu klären, um die Funktionsdauer medizinischer Implantate zu verlängern und die Häufigkeit nötiger Revisionsoperationen zu reduzieren.
Die
Gültigkeit von Fluktuationstheoremen für offene quantenmechanische Systeme belegen die Augsburger Physiker Prof. Hänggi, Prof. Talkner und Dr. Campisi (Theoretische Physik I). Die Forschungsergebnisse, die im Rahmen des Exzellenzclusters "Nanosystems Initiative Munich" (NIM) entstanden sind in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters nachzulesen. Sie bilden eine wichtige Grundlage für die Erforschung vielfältiger Nano-Systeme in unterschiedlichen Bereichen wie künstliche biologische Maschinen oder isolierte Einzelmoleküle in der medizinischen Diagnostik.
Den
kleinsten Elektromotor der Welt konzipierte eine Arbeitsgruppe am der Theoretischen Physik I. Die Vorrichtung besteht aus einem Motor- und einem Starter-Atom, die in einem Laserlichtring in eine elektromagnetische Wechselwirkung treten. Einmal in Bewegung gesetzt läuft der Motor immer weiter, auch ohne elektromagnetische Betrieb...allerdings nur in der reibungsfreien Quantenwelt. Wie der Motor im Detail funktioniert ist in der Fachzeitschrift Physical Review Letters nachzulesen.
Droht dem Handy das Aus? Mobiltelefone bestehen zu unverzichtbaren Anteilen aus seltenen Metallen wie Palladium, Tantalum oder Indium; deren Nachschub bald ausbleiben könnte. Das stellten Augsburger Umweltwissenschaftler, allen voran Prof. Reller (Lehrstuhl für Ressourcenstrategien/ Wissenschaftszentrum Umwelt) fest. Nachzulesen ist der Aufsehen erregender Artikel
"The Mobile Phone: Powerful Communicator and Potential Metal Dissipator" in der wissenschaftlichen Zeitschrift GAIA, - Ökologische Perspektiven für Wissenschaft und Gesellschaft.
"Nanosystems Initiative Munich" dokumentiert, dass das Institut für Physik der Augsburger Uni ein wichtiges Standbein im Forschungsverbund ist, der aus 60 Forschergruppen der Fachrichtungen Physik, Biophysik, Physikalische Chemie, Biochemie, Pharmazie, Biologie, Elektrotechnik und Medizin im Großraum München-Augsburg besteht. Die Augsburger NIM Arbeitsgruppen sind vor allem bei Prof. Hänggi, Theoretische Physik, und Prof. Wixforth, Experimentalphysik angesiedelt. Gemeinsames zentrales Ziel ist die Konzeption, Produktion und Beherrschung einer ganzen Reihe von künstlichen und multifunktionalen Nanosystemen wie u.a., dass sich Informationen von einem Ort zu einem anderen ohne ein vermittelndes Medium übertragen lassen. Diese "spukhafte Fernwirkung" hatte bereits Albert Einstein theoretisch vorhergesagt. Deren tatsächliches Funktionieren wurde später von Herrn Prof. Zeilinger, Universität Wien, bewiesen.
Einblicke in den
Blutfluss lebender Organismen ermöglicht ein mathematisch-physikalisches Gemeinschaftsprojekt um Prof. Hoppe und Prof. Wixforth. Erfolgreich wurden geeignete Kanalgeometrien, akustisch angetriebene, integrierte Nanopumpen und druckgesteuerte Miniventile bereits erforscht. Es gelang, Teilkomponenten sogenannter
„Biochips“ zu modellieren und zu optimieren. Diese erlauben, kleinste Flüssigkeitsmengen in mikro- und nanostrukturierten Kanalsystemen auf einem Chip möglichst "naturgetreu" zu bewegen. Beheimatet ist das Projekt am Kompetenzzentrum für Innovative Technologien (ACIT), das die Bündelung zukunftsorientierter interdisziplinärer Forschungen in Mathematik, Physik und Informatik gewährleisten soll.
Ein Quantensprung bei der
Herstellung höchst miniaturisierter Bauelemente ist laut dem Wissenschaftsmagazin "Science" den Augsburger Physikern Stefan Thiel und Kollegen am Zentrum für Elektronische Korrelationen und Magnetismus (EKM) in Zusammenarbeit mit der University of Pittsburgh gelungen. Sie hatten bereits gezeigt, dass sich an der Grenzschicht zweier isolierender Materialien eine ultradünne, supraleitende metallische Schicht ausbildet und nun aus diesen Schichten elektronische Bauelemente herstellen können, ein Durchbruch in der Grundlagenforschung. Neben der Bedeutung für die langfristige Entwicklung integrierter Schaltungen sind diese kleinen Bauelemente wissenschaftlich spannend, denn sie folgen nicht mehr den klassischen Regeln der Elektronik, sondern werden in ihrem Verhalten durch die Gesetze der Quantenmechanik bestimmt und weisen daher kaum abschätzbares Potential auf.
Die
Volkswagen-Stiftung fördert mit über 400.000 Euro ein gemeinsames Projekt der Physiker Prof. Peter Hänggi (Uni Augsburg) und Prof. Lutz Schimansky-Geier (Humboldt-Uni Berlin). Ziel dieses Projektes ist die
analytische und numerische Untersuchung neuer physikalischer Situationen, aus deren Ergebnissen sich Vorschläge und Anregungen zu neuen Experimenten in der physikalischen Biologie/Bio-Nanotechnologie ableiten lassen werden. "Wie kann ein Bakterium das Sonnenlicht in chemische Energie umsetzen" - damit komplexe Vorgänge dieser Art genau verstanden und vielleicht genutzt werden können, werden sie mit Computern modelliert und simuliert.
Im Bereich der
Quantenelektronik wiesen Physiker am Augsburger Zentrum für Elektronische Korrelationen und Magnetismus (EKM) nach, dass die Magnetfeldperiode für Supraleiter h/e beträgt und damit doppelt so groß ist, wie bisher angenommen. Für zahlreiche elektronische Anwendungen ist dies von hoher Relevanz, da kleine supraleitende Ringe häufig in supraleitender Elektronik integriert sind wie in schnellen Schalter in der Datenverarbeitung oder für supraleitende Qubits, die als elementare Bausteine einmal für Quanten-Computer eingesetzt werden sollen.
Die
CORRMORAN GmbH, ein Gründerteam mit Dr. Barbara Waldmann, Bernhard Stöcker und Dr. David Schrupp vom Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung (AMU) gewinnt den BPWSchwaben 2008 für den industriellen Einsatz des weiterentwickelten Prototyp einer Sonde für energieeffizientere Müllverbrennung, der aus den Ergebnissen eines EU-geförderten AMU-Forschungsprojekts hervor ging. Sie ermöglicht, den Korrosionsangriff im Kessel einer Müllverwertungsanlage online zu verfolgen. Geschäftsidee ist, diese zunächst als Dienstleistung, später eventuell auch als käufliches Produkt anzubieten.