Mit einem RHIC von der Gr\u00f6\u00dfe eines Hauses verfolgten Wissenschaftler die Kollisionsbahnen schwerer Ionen (z. B. Gold) nach einer au\u00dfermittigen Kollision. Theorien gehen davon aus, dass eine solche Kollision ein starkes Magnetfeld erzeugen w\u00fcrde \u2013 einige positiv geladene Protonen und neutrale Neutronen, die nicht an der Kollision beteiligt waren, w\u00fcrden im resultierenden Quark-Gluon-Plasma wirbeln, wenn sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit vorbeiziehen.<\/p>\n
Nachdem sie andere Ursachen f\u00fcr ein so starkes Magnetfeld ausgeschlossen hatten, entdeckten die Forscher eine \u201eladungsabh\u00e4ngige Ablenkung\u201c, die nur durch ein Ph\u00e4nomen verursacht werden konnte, das als Faraday-Induktion bekannt ist (benannt nach dem ber\u00fchmten Pionier des Elektromagnetismus aus dem 19. Jahrhundert). Diese spezifische Induktion kann nur durch den schnellen Zerfall eines starken Magnetfelds verursacht werden. Die Wechselwirkung beeinflusste die Flugbahn der geladenen Teilchen, die die Wissenschaftler dann messen konnten.<\/p>\n
Und das ist auch gut so, denn im Gegensatz zu Magnetaren, die lediglich ihr ganzes Leben lang starke Magnetfelder erzeugen, treten diese superstarken Magnetfelder, die durch au\u00dferzentrische Kollisionen entstehen, nur f\u00fcr zehn Millionstel Milliardstel oder Milliardstel Sekunden auf. Dies macht es unm\u00f6glich, es allein einzufangen, seine Wirkung zeigt sich jedoch in der resultierenden Streuung subatomarer Teilchen.<\/p>\n \u201eWir k\u00f6nnen den Leitf\u00e4higkeitswert aus unseren Messungen der kollektiven Bewegung ableiten\u201c, sagte Co-Autor Diyu Shen, ein STAR-Physiker an der Fudan-Universit\u00e4t in China, in einer Pressemitteilung. \u201eDer Grad der Ablenkung der Partikel h\u00e4ngt direkt von der St\u00e4rke des elektromagnetischen Feldes und der Leitf\u00e4higkeit im QGP ab \u2013 und noch nie hat jemand die Leitf\u00e4higkeit des QGP gemessen.\u201c<\/p>\n Das Verst\u00e4ndnis der Eigenschaften von Quark-Gluon-Plasma hilft Physikern zu verstehen, wie das Universum nur wenige Augenblicke nach dem Urknall aussah, bevor frei bewegliche Quarks und Gluonen zu Hadronen \u2013 Protonen und Neutronen \u2013 verschmolzen, die Atome bildeten. Diese Kollisionen sollten Experten auch dabei helfen, die Komplexit\u00e4t des magnetischen Chiralit\u00e4tseffekts (CME) zu untersuchen.<\/p>\n Bei dem in Entwicklung befindlichen neuen, auf Rotation basierenden Prinzip der magnetischen Levitation wird die Schwerkraft grunds\u00e4tzlich nicht ber\u00fccksichtigt. Bei dieser spinstabilisierten Levitation wird ein sich drehender Magnet verwendet, um den Schwebemagneten zu stabilisieren und an Ort und Stelle zu fixieren.<\/p>\n Magnetschwebetechnik wird bereits weltweit eingesetzt und das neue Prinzip findet Anwendung bei der ber\u00fchrungslosen Handhabung von Objekten.<\/p>\n Die Schwerkraft ist im Wesentlichen kein Teil der physikalischen Gleichung, wenn die spinstabilisierte Levitation ins Spiel kommt. W\u00e4hrend die Forschung weiterhin an der Entwicklung einer neuen Art der Magnetschwebebahn arbeitet, die aus einem sich drehenden Rotormagneten besteht, der einen dar\u00fcber schwebenden Schwimmer schweben l\u00e4sst, sind Wissenschaftler zu dem Schluss gekommen, dass diese neue Art der Anti-Schwerkraft-Levitation reale Anwendungen hat.<\/p>\n Ein Forschungsteam der Technischen Universit\u00e4t D\u00e4nemark, das 2021 erstmals vom t\u00fcrkischen Elektronikingenieur Hamdi Ukar demonstriert wurde, erweiterte das Konzept der Gegengravitation und ver\u00f6ffentlichte seine Ergebnisse im Oktober 2023 in der Zeitschrift Physical Review Applied. In ihrer Forschung zeigte das Team, wie einfach dieses Konzept zu erstellen und zu replizieren ist.<\/p>\n Sie zeigten auch, welche erstaunliche und unerwartete Physik diesen gesamten Prozess erm\u00f6glicht.<\/p>\n Magnetschwebebahn (manchmal auch Magnetschwebebahn genannt) wurde bereits auf der ganzen Welt beobachtet, von schwebenden Z\u00fcgen bis hin zu Hochgeschwindigkeitsautos. Aber die spinstabilisierte Levitation k\u00f6nnte aufgrund ihrer Kompatibilit\u00e4t mit dem ber\u00fchrungslosen Design k\u00fcnftige Anwendungen der magnetischen Levitation vereinfachen. Moderne Magnetschwebebahnmodelle erfordern Steuerungssysteme, um Magnetkraft bereitzustellen und Energiefl\u00fcsse zu leiten. Stattdessen erfordert dieser neue Ansatz nur die Drehung eines Magneten, um den anderen an Ort und Stelle zu halten.<\/p>\n \u201eDie Magnete sollten nicht h\u00e4ngen bleiben, wenn sie nahe beieinander platziert werden\u201c, sagte Rasmus Bj\u00f6rk, Studienleiter und Physiker an der TU-D\u00e4nemark, laut The Debrief. \u201eNormalerweise ziehen sie sich gegenseitig an oder sto\u00dfen sie ab. Aber wenn man einen der Magnete dreht, stellt sich heraus, dass man echtes Einfrieren erreichen kann. Und das ist das Seltsamste. Die auf Magnete wirkende Kraft sollte sich nicht \u00e4ndern, nur weil man einen von ihnen dreht, es scheint also einen Zusammenhang zwischen Bewegung und magnetischer Kraft zu geben.\u201c<\/p>\n Der Rotormagnet dreht sich. Wenn der Motor den Rotormagneten in Bewegung halten kann, kann er die Aufgabe \u00fcbernehmen, einen anderen Magneten, einen sogenannten Schwimmer, in der Schwebe zu halten. \u201eWir haben herausgefunden, dass beim Schweben\u201c, schreiben die Autoren in der Studie, \u201edie Frequenz des Schwimmermagneten mit der des Rotormagneten synchronisiert ist und bemerkenswerterweise die Magnetisierung des Schwimmers nahe an der Rotationsachse des Rotormagnetpols ausgerichtet ist.\u201c .\u201c<\/p>\n Aber warum? Nun, im Gegensatz zu dem, was man aufgrund der Gesetze der Magnetostatik erwarten w\u00fcrde, stellt sich heraus, dass der Schwimmer seine Magnetisierung im Wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld des Rotors ausrichtet.<\/p>\n \u201eEs ist ziemlich \u00fcberraschend, dass sich die magnetische Levitation in einem so relativ einfachen System entwickelt\u201c, sagte Bj\u00f6rk gegen\u00fcber Physics World.<\/p>\n Diese Entdeckung bedeutet, dass der Schwimmer aufgrund der Wechselwirkung stabil schweben kann. \u201eJeder versteht intuitiv, dass die magnetostatische Kraft, die ein Magnet auf einen anderen aus\u00fcbt, entweder anziehend oder absto\u00dfend sein kann\u201c, sagte Frederic Laust Durhus, Studienleiter und Physiker an der TU-D\u00e4nemark, gegen\u00fcber Physics World. \u201eOhne Rotation dreht sich ein freier Magnet, sodass die Kraft rein anziehend wird und die Magnete dann miteinander kollidieren. Das Besondere an dem neuen Magnetschwebesystem ist, dass die Rotation selbst es dem Schwimmer erm\u00f6glicht, in einer widerspr\u00fcchlichen Konfiguration zu bleiben, fast senkrecht zum Feld des Schwimmers, wo die magnetostatische Kraft ihn gleichzeitig anzieht und abst\u00f6\u00dft.<\/p>\n Ein solcher Aufbau k\u00f6nnte sich f\u00fcr alles von der Magnetpartikelerfassung bis hin zu ber\u00fchrungslosen Roboteranwendungen als n\u00fctzlich erweisen, da der Aufbau im Vergleich zu stromabh\u00e4ngigen Systemen deutlich vereinfacht ist.<\/p>\n \u201eDas Wichtigste an unserem Experiment zur Demonstration der magnetischen Levitation ist, wie extrem einfach es durchzuf\u00fchren ist\u201c, sagte Bj\u00f6rk gegen\u00fcber Physics.<\/p>\n Das Schweben von Magneten bei Minustemperaturen k\u00f6nnte zu revolution\u00e4ren Entdeckungen im Weltraum f\u00fchren. Einstein konnte den Code der Quantengravitation nicht knacken. Wissenschaftler sind einen Schritt n\u00e4her gekommen. Obwohl drei der vier Grundkr\u00e4fte der Natur in der Quantenwelt zu finden sind, bleibt die Schwerkraft der einzige Au\u00dfenseiter.<\/p>\n Ein neues Experiment, das von einem internationalen Team europ\u00e4ischer Wissenschaftler durchgef\u00fchrt wurde, hat die kleinste jemals gemessene Schwerkraftmessung aufgezeichnet \u2013 nur 30 AttoNewton (aN). Einsteins Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie hat dazu beigetragen, unser Verst\u00e4ndnis dar\u00fcber, wie massive K\u00f6rper im Universum interagieren und die Struktur der Raumzeit beeinflussen, neu zu definieren, und die Quantenfeldtheorie definiert die atomare Welt.<\/p>\n W\u00e4hrend diese beiden Theorien ihre Welten gut beschreiben (obwohl es immer Raum f\u00fcr Verbesserungen gibt), passen sie nicht gut zusammen, was ein ziemliches Problem darstellt, wenn man die Physik des Kosmos unter einem Satz von Theorien und Regeln vereinen m\u00f6chte. W\u00e4hrend die physische Welt Hinweise auf vier Grundkr\u00e4fte enth\u00e4lt \u2013 Elektromagnetismus, die schwache Kernkraft, die starke Kernkraft und die Schwerkraft \u2013, weist die Quantenwelt nur die ersten drei auf. Aus diesem Grund suchen Physiker seit fast einem Jahrhundert nach Beweisen f\u00fcr die Quantengravitation.<\/p>\n Diese Suche nach der Quantengravitation hat die gr\u00f6\u00dften Denker verbl\u00fcfft, darunter auch Einstein selbst, der in seiner Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie sagte, dass es kein Experiment zum Beweis der Quantengravitation gab. Obwohl Einstein einer der begabtesten Physiker aller Zeiten war, trafen seine Vorhersagen nicht immer ein. Einstein hielt es einst f\u00fcr wahrscheinlich unm\u00f6glich, Gravitationswellen jemals zu entdecken, und jetzt verf\u00fcgt LIGO \u00fcber eine wachsende Liste davon. K\u00f6nnte Einstein also mit Quantengravitationsexperimenten falsch liegen?<\/p>\n Ein internationales Team von Wissenschaftlern der britischen University of Southampton, der Universit\u00e4t Leiden in den Niederlanden und des italienischen Instituts f\u00fcr Photonik und Nanotechnologie m\u00f6chte das unbedingt herausfinden. In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Science Advances ver\u00f6ffentlicht wurde, beschreibt das Team detailliert den innovativen Prozess, durch den sie die kleinste jemals aufgezeichnete Schwerkraft entdeckten. Die Schwerkraft wurde an einem winzigen Partikel mit einer Gr\u00f6\u00dfe von nur 0,43 mg nachgewiesen. Es ist nicht gerade eine Quantenwelt, aber sie ist so klein, dass sie fast an sie grenzt.<\/p>\n \u201eEin Jahrhundert lang haben Wissenschaftler vergeblich versucht zu verstehen, wie Schwerkraft und Quantenmechanik zusammenarbeiten\u201c, sagte Tim Fuchs von der University of Southampton, Hauptautor der Studie, in einer Pressemitteilung. \u201eWir haben jetzt erfolgreich Gravitationssignale bei der kleinsten jemals aufgezeichneten Masse gemessen, was bedeutet, dass wir dem endg\u00fcltigen Verst\u00e4ndnis, wie es im Tandem funktioniert, einen Schritt n\u00e4her gekommen sind. Von hier aus werden wir mit dieser Technik beginnen, die Quelle zu verkleinern, bis wir auf beiden Seiten die Quantenwelt erreichen.\u201c<\/p>\n Wie die meisten Durchbr\u00fcche in der Quantenwelt erfordert dieser Aufbau extrem niedrige Temperaturen \u2013 nur ein Hundertstel Grad \u00fcber dem absoluten Nullpunkt. Diese niedrige Temperatur erm\u00f6glichte in Kombination mit supraleitenden Vorrichtungen, sogenannten Fallen, das Schweben der Probe. Laut Pressemitteilung konnten die empfindlichen Instrumente dank \u201efortschrittlicher Schwingungsisolierung\u201c einen schwachen Schub von nur 30 AttoNewton (aN) erkennen, was einem Milliardstel eines Milliardstel Newtons entspricht (so wie eine Attosekunde ein Milliardstel ist). einer Sekunde). Wenn Wissenschaftler die Grenzen der m\u00f6glichen Kleinstgr\u00f6\u00dfen von Gravitationsmessungen weiter ausreizen k\u00f6nnen, werden sie bald in der Lage sein, in den Quantenbereich vorzudringen.<\/p>\n \u201eUnsere neue Technik, die extrem niedrige Temperaturen und Ger\u00e4te zur Isolierung von Teilchenvibrationen nutzt, ist wahrscheinlich vielversprechend f\u00fcr die Messung der Quantengravitation\u201c, sagte Hendrik Ulbricht von der University of Southampton, Mitautor der Studie, in einer Pressemitteilung. \u201eDie Aufkl\u00e4rung dieser Geheimnisse wird uns helfen, weitere Geheimnisse \u00fcber die Struktur des Universums aufzudecken, von den kleinsten Teilchen bis zu den gr\u00f6\u00dften kosmischen Strukturen.\u201c<\/p>\n Eine neue Bildgebungstechnik, die die Umwandlung gefrorener Lithiumatome in Quantenwellen erfasst, k\u00f6nnte zur Erforschung einiger der am wenigsten verstandenen Aspekte der Quantenwelt eingesetzt werden. Die Wissenschaftler, die das bildgebende Verfahren erfunden haben, ver\u00f6ffentlichten ihre Ergebnisse auf dem Preprint-Server arXiv, sodass ihre Forschung noch nicht von Experten begutachtet wurde.<\/p>\n Zum ersten Mal hatten Physiker ein klares Verst\u00e4ndnis daf\u00fcr, wie sich einzelne Atome wie Wellen verhalten.<\/p>\n Das Bild zeigt scharfe rote Punkte fluoreszierender Atome, die sich in unscharfe Klumpen aus Wellenpaketen verwandeln, was die Idee demonstriert, dass Atome als Teilchen und Wellen existieren \u2013 einer der Eckpfeiler der Quantenmechanik.<\/p>\n \u201eDie Wellennatur der Materie bleibt einer der auff\u00e4lligsten Aspekte der Quantenmechanik\u201c, schreiben die Forscher in der Arbeit. Sie f\u00fcgen hinzu, dass ihre neue Technik zur Abbildung komplexerer Systeme verwendet werden k\u00f6nnte und Einblicke in einige grundlegende Fragen der Physik liefern k\u00f6nnte.<\/p>\n Der Welle-Teilchen-Dualismus wurde erstmals 1924 vom franz\u00f6sischen Physiker Louis de Broglie vorgeschlagen und zwei Jahre sp\u00e4ter von Erwin Schr\u00f6dinger erweitert. Er besagt, dass alle quantengro\u00dfen Objekte und damit alle Materie gleichzeitig als Teilchen und Wellen existieren.<\/p>\n Die ber\u00fchmte Schr\u00f6dinger-Gleichung wird von Physikern \u00fcblicherweise als Aussage interpretiert, dass Atome als wellenartige Wahrscheinlichkeitspakete im Raum existieren, die dann bei Beobachtung in diskrete Teilchen kollabieren. Diese bizarre Eigenschaft der Quantenwelt ist zwar nicht intuitiv, wurde aber in zahlreichen Experimenten best\u00e4tigt.<\/p>\n Um diese unscharfe Dualit\u00e4t einzufangen, k\u00fchlten Physiker zun\u00e4chst Lithiumatome auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt ab, indem sie sie mit Photonen oder Lichtteilchen aus einem Laser bombardierten, um ihnen ihren Impuls zu entziehen. Sobald die Atome abgek\u00fchlt waren, wurden sie von den neuen Lasern in diskreten Paketen in einem optischen Gitter eingefangen.<\/p>\n Als die Atome abk\u00fchlten und eingeschlossen wurden, schalteten die Forscher das optische Gitter regelm\u00e4\u00dfig aus und wieder ein, wodurch die Atome von einem eingeschlossenen teilchen\u00e4hnlichen Zustand in einen wellen\u00e4hnlichen Zustand und dann wieder zur\u00fcck expandierten.<\/p>\n Die Kamera des Mikroskops zeichnete das von Atomen im Teilchenzustand emittierte Licht zu zwei verschiedenen Zeitpunkten auf, wobei sich die Atome dazwischen wie Wellen verhielten. Durch das Sammeln vieler Bilder zeichneten die Autoren die Form dieser Welle auf und beobachteten, wie sie sich im Laufe der Zeit ausdehnte, was v\u00f6llig im Einklang mit Schr\u00f6dingers Gleichung stand.<\/p>\n \u201eDiese Bildgebungstechnik besteht darin, das Gitter wieder einzuschalten, um jedes Wellenpaket in eine einzelne Mulde zu projizieren und es wieder in ein Teilchen umzuwandeln \u2013 es ist keine Welle mehr\u201c, sagte der Co-Autor der Studie, Tariq Yefsa, ein Physiker am French National Centre. in wissenschaftlicher Forschung und der Ecole Normale Sup\u00e9rieure in Paris, sagte gegen\u00fcber WordsSideKick.com. \u201eMan kann sich unsere Bildgebungsmethode als eine M\u00f6glichkeit vorstellen, die Dichte der Wellenfunktion zu messen, \u00e4hnlich den Pixeln einer CCD-Kamera.\u201c Eine CCD-Kamera ist eine g\u00e4ngige Art von Digitalkamera, die zur Aufnahme von Bildern ein ladungsgekoppeltes Ger\u00e4t verwendet.<\/p>\n Wissenschaftler sagen, dieses Bild sei nur eine einfache Demonstration. Ihr n\u00e4chster Schritt wird darin bestehen, damit Systeme aus stark wechselwirkenden Atomen zu untersuchen, die weniger erforscht sind.<\/p>\n \u201eDie Untersuchung solcher Systeme kann unser Verst\u00e4ndnis seltsamer Materiezust\u00e4nde verbessern, wie sie beispielsweise in den Kernen extrem dichter Neutronensterne oder im Quark-Gluon-Plasma vorkommen, von dem angenommen wird, dass es kurz nach dem Urknall existierte\u201c, sagte Yefsa.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Wissenschaftler schlugen Atom gegen Atom und entfesselten ein magnetisches Monster. Ein bahnbrechendes Experiment hat ein Feld erzeugt, das so stark ist, dass es den Griff eines Neutronensterns in den Schatten stellen k\u00f6nnte. Rotierende Magnete k\u00f6nnen eine Levitation erzeugen, die f\u00fcr die Physik nahezu unm\u00f6glich ist. 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\nDraufsicht auf eine au\u00dfermittige Kollision. Abbildung (B) stellt ein superstarkes Magnetfeld beim Zerfall dar, das durch Faraday-Induktion einen elektrischen Strom induziert. Dies beeinflusst die Flugbahn geladener Teilchen, die vom RHIC eingefangen werden. Die Gr\u00f6\u00dfe der Abweichung h\u00e4ngt mit der Leitf\u00e4higkeit des Quark-Gluon-Plasmas zusammen.<\/em><\/p>\nEs stellt sich heraus, dass rotierende Magnete eine Levitation erzeugen k\u00f6nnen, die f\u00fcr die Physik nahezu unm\u00f6glich ist<\/h3>\n
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<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/levitazia1505241.jpeg\")
<\/p>\nAuf der Suche nach der Quantengravitation<\/h3>\n
\nDurch die Messung eines Teilchens mit einem Gewicht von nur 0,43 mg k\u00f6nnten zuk\u00fcnftige Messungen in die Quantenwelt vordringen und die immer schwer fassbare Quantengravitation enth\u00fcllen.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/gravitazia150524.jpg\")
<\/p>\nNeue Bilder zeigen, wie sich Atome in Quantenwellen verwandeln \u2013 genau wie Schr\u00f6dinger es vorhergesagt hat<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/kvant150524.jpg\")
\nDas Bild zeigt auf nahezu den absoluten Nullpunkt abgek\u00fchlte Lithiumatome als rote Punkte. Durch die Kombination mehrerer dieser Bilder konnten die Autoren beobachten, wie sich Atome wie Wellen verhalten. Verstraeten et al.<\/em><\/p>\n