www.neutronenforschung.de

sni-portal

Forschungsneutronenquelle Garching

Institut Laue-Langevin

Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Forschungszentrum Jülich

Helmholtz-Zentrum Berlin

Highlights aus der Forschung - Archiv
 
Neuer Quantenzustand dank Neutronen nachgewiesen

JCNS

Ein internationales Forscherteam hat die Existenz von Spin-Spiralen in einer Quantenflüssigkeit nachgewiesen: Die so genannte „Spiral Spin-Liquid“ entsteht bei niedrigen Temperaturen aus den magnetische Momenten („Spins“) von Mangan-Scandium-Thiospinel-Einkristallen (MnSc2S4). Benachbarte Spins fluktuieren hierbei gemeinsam in Form von Spiralen, bilden aber über größere räumliche Entfernung keine Ordnung aus, ähnlich wie Wassermoleküle nur mit benachbarten Wassermolekülen Strukturen bilden. [weiter]
Sazonov
Echte Symmetrieänderung oder nur Querschläger?

A. Sazonov, RWTH Aachen/JCNS

Die Kombination von Neutronendiffraktion und dem Softwareprogramm „Umweg“ am MLZ ist ein großer Schritt vorwärts für Untersuchungen bei vielen interessanten Verbindungen, um die oft schwierige Frage nach deren echter Symmetrie zu beantworten. [weiter]
e-neutron-quiz
E-Learning-Plattform zu Forschung mit Neutronen

Peter Willendrup, Technical University of Denmark

Die neue E-Learning-Plattform zu Forschung mit Neutronen bietet einen Einführungskurs in Neutronenstreuung und Myon-Spin-Spektroskopie. Der Kurs enthält eine breite Auswahl von Lernmaterial, das auf drei Technologien basiert:
  • Ein WIKIbook basierend auf Mediawiki mit verschiedenen Erweiterungen, z.B. für mathematische Ausdrücke. Es wird als zugrundeliegendes Lehrbuchmaterial verwendet.
  • Ein Learning Management System (LMS) basierend auf Moodle, das Übungen, Tests und Auswertung ermöglicht.
  • Ein Websimulator für das McStas-Simulationsprogramm für virtuelle Streuexperimente an vordefinierten Neutroneninstrumenten
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Gitterschwingungen
Wie Atome in Nanomaterialien vibrieren

Vanessa Wood

Materialien bestehen aus Atomen, die bei Raumtemperatur vibrieren. Diese kollektiven Gitterschwingungen, auch Phononen genannt, sind für Eigenschaften wie Wärme- und Ladungstransport verantwortlich. Gitterschwingungen in Metallen, Halbleitern und Isolatoren sind heute gut erforscht. Bisher war allerdings unklar, wie sie sich in neuen, nanostrukturierten Materialien verhalten, von denen man sich bessere Displays, Sensoren, Batterien und katalytische Membranen verspricht. [weiter]
Akku-Alterung
Neutronen klären Alterungsprozess in Lithiumionen-Akkus

Gasteiger und Buchberger, TUM

Ein wichtiges Problem von Lithiumionen-Akkus ist ihre Alterung. Sie mindert die erzielbare Speicherkapazität erheblich. Bisher ist nur wenig darüber bekannt, wie es dazu kommt. Wissenschaftler des Lehrstuhls für Technische Elektrochemie und der Forschungs-Neutronenquelle (FRM II) der Technischen Universität München (TUM) sind der Aufklärung der Ursachen in ihren neuesten Experimenten ein gutes Stück näher gekommen. [weiter]
Ohlin Protein
Erstes Nutzerexperiment mit Hilfe von ESS Support Labs

Mats Ohlin, Lund University

Während die Gebäude der der ESS Formen annehmen, beginnen die ersten Experimente von zukünftigen ESS-Nutzern, die richtungsweisend sind. So wurde von Wissenschaftlern der Universiät Lund (LU) erstmals die Struktur einer Kohlenhydrat-bindenden Domäne (CBM) mit Neutronen untersucht und veröffentlicht. Dafür wurden große Kristalle am ESS Biocrystallization Lab gezüchtet. Auch die Lund Protein Production Platform (LP3) war beteiligt. [weiter]
Jahn-Teller-Effekt
Kristallstruktur und Magnetismus – neuer Einblick in die Grundlagen der Festkörperphysik

Michael Tovar, Manfred Reehuis

Ein Team am HZB hat erstmals im Detail untersucht, wie sich in kristallinen Proben mit Spinellstruktur magnetische und geometrische Ordnungen gegenseitig beeinflussen. Mit Neutronenstreuexperimenten deckten sie auf, wie sich in einer Reihe von Mischkristallen durch das sukzessive Ersetzen des Elements Nickel durch Kupfer nicht nur die Kristallstruktur verändert, sondern auch neue magnetische Phasen auftreten. [weiter]
Fierlinger
Das schwächste Magnetfeld im Sonnensystem

Prof. Dr. Peter Fierlinger, TUM

Magnetfelder durchdringen Materie problemlos. Einen Raum zu schaffen, in dem es praktisch keine magnetischen Felder mehr gibt, ist daher eine große Herausforderung. Ein internationales Team von Physikern hat nun eine Abschirmung entwickelt, die niederfrequente Magnetfelder um einen Faktor von mehr als einer Million dämpft. Damit haben sie in Garching einen Raum geschaffen, in dem das schwächste Magnetfeld dieses Sonnensystems herrscht. Hier wollen die Physiker nun Präzisionsexperimente durchführen. [weiter]
Zahzement
Neutronen und Röntgen-CT zeigen, wie stabilere Zahnfüllungen gelingen

Heloisa Bordallo und Ana Benetti, Universität Kopenhagen

Es gibt nicht nur unterschiedliche Materialien für Zahnfüllungen, sondern auch unterschiedliche Methoden, um das Füllmaterial anzurühren. Welche Zubereitung zum besten Ergebnis führt, ist nicht leicht herauszufinden. Ein Team aus Kopenhagen hat nun einen Weg gefunden, diese Frage für eine wichtige Klasse von Zahnfüllmaterialien zu beantworten: Sie untersuchten unterschiedlich angerührte Zahnfüllungen auf Basis eines Glasionomerzements mit Röntgen- und Neutronentomographie am HZB. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Zubereitung eine große Rolle spielt, um flüssigkeitsgefüllte Poren zu vermeiden, die die Stabilität der Füllung verringern. [weiter]
Ladungsverteilung
Neues Modell für magnetische Anregungen in Isolatoren

Alexander Komarek

Messungen am Dreiachsenspektrometer PUMA sind jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht worden. Unter Mitarbeit von Dr. Oleg Sobolev, Wissenschaftler für das Dreiachsenspektrometer PUMA am MLZ, entstanden eine Reihe interessanter Messungen an Isolatoren mit dem für Hochtemperatursupraleiter typischen magnetischen Anregungsspektrum, die jetzt in Nature Communications veröffentlicht werden. Die Forscher um Dr. Alexander Komarek vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe (Dresden) haben einen Kobaltoxid-Kristall untersucht, der ein Anregungsspektrum zeigt, das bislang nur in supraleitenden Kupraten (Kupferverbindungen) beobachtet wurde. [weiter]
Neutronen
Auf der Suche nach dem Wissen von morgen – mit Neutronen die Welt entdecken

Winfried Petry, MLZ und TU München

Auf der Deutschen Tagung für Forschung mit Synchrotronstrahlung, Neutronen und Ionenstrahlen an Großgeräten 2014 machte Prof. Dr. Winfried Petry (Wissenschaftlicher Direktor der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz) in seinem Abendvortrag am 21.09.2014 deutlich, wie vielseitig, wichtig und spannend die Forschung mit Neutronen ist. Neutronen geben Antworten auf die großen Herausforderungen unserer Gesellschaft: Energie(Transformation, Speicherung, Transport), Mobilität, (Nano)Materialien, Informationstechnologie und Gesundheit. Sie sind aber auch ein Mittel der reinen Grundlagenforschung, die von der Neugier der Forscher getrieben wird. Hier können Sie den Vortrag anhand der Folien nachvollziehen. [weiter]
Polymerschmelze
Gruppendynamik von Atomen

T. Unruh, FAU

Forscher der FAU haben erstmals experimentell eine neue Theorie bestätigt, die die Bewegung von langkettigen Molekülen in ihrer flüssigen Schmelze beschreibt. Die Ergebnisse der Neutronenstreuexperimente tragen zum besseren Verständnis des Stofftransportes in Flüssigkeiten bei, der den Verlauf einer Vielzahl technologisch relevanter Prozesse wie das Laden bzw. Entladen von Batterien, der Elektrolyse und chemische Reaktionen, z.B. Katalyse in der flüssigen Phase, maßgeblich bestimmt. [weiter]
RNA-tagging
Oregami mit Choreographie: Faltung der ribosomalen RNA

EMBL

Ein wichtiger Schritt im Aufbau von Ribosomen, den Proteinfabriken in den Zellen, läuft wie ein genau festgelegter Tanz ab, haben Wissenschaftler des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg festgestellt. In ihrer Studie haben sie NMR-Experimente mit Neutronenstreuexperimenten am ILL kombiniert. [weiter]
Rosch-Monopole
Künstliche magnetische Monopole entdeckt

Verantwortlich: Dr. Patrick Honecker

Einem Team aus Kölner, Münchener und Dresdner Forschern ist es gelungen, künstliche magnetische Monopole zu erzeugen. Dazu verschmolzen die Wissenschaftler winzige magnetische Wirbel, sogenannte Skyrmionen. Am Verschmelzungspunkt konnten die Physiker einen Monopol nachweisen, das ähnliche Eigenschaften hat, wie ein 1931 von Paul Dirac postuliertes Elementarteilchen. Neben der Grundlagenforschung könnten die Monopole vielleicht auch Anwendungspotential haben. Weltweit wird an der Frage geforscht, ob man mit magnetischen Wirbeln vielleicht einmal Bauelemente für Computer herstellen kann. [weiter]
AmB
Neutronenforschung liefert Erklärung für Nierenversagen bei Antibiotikumbehandlung von Chemotherapie-Patienten

ILL

Neutronenstreuexperimente haben jetzt neue Einsichten in die Ursache von Nebenwirkungen eines weltweit verschriebenen Antimykotikums (Anti-Pilz-Medikaments) gebracht. Das Antibiotikum Amphotericin B (AmB) greift nachgewiesenermaßen Pilzzellen an und ist äußerst wirksam. In den letzten 20 Jahren zeigte sich jedoch ein dramatischer Anstieg von Infektionen, weil die Pilze eine Resistenz gegen Antibiotika entwickelt haben. Deshalb mussten erhöhte Dosen von AmB verschrieben werden, was unerwartet schwere und manchmal tödliche Nebenwirkungen zur Folge hatte. Die verbreitete Erklärung für die Wirkungsweise von AmB war die, dass es sich mit Molekülen in der Membran verbindet und walzenförmige Löcher bildet, durch die Zellmaterial austreten oder schädliches Material eindringen und die Zelle abtöten kann. Dr. David Barlow und seine Kollegen vom King's College in London beschreiben Neutronenbeugungsexperimente am ILL, die zeigten, wie AmB mit Pilz- und tierischen Zellmembranen auf submolekularer Skala von etwa einem Millionstel der Dicke eines menschlichen Haares wechselwirkt. [weiter]
Quanten-Spin-Eis
Erste Hinweise auf Higgs-Mechanismus in einem Magnet

FZ Jülich

Der britische Physiker Peter Higgs war zuletzt in aller Munde. Forscher am CERN hatten den mutmaßlichen Nachweis des von ihm in den 1960er-Jahren vorhergesagten Higgs-Bosons bekannt gegeben. Der von ihm vorgeschlagene Higgs-Mechanismus erklärt, wie Elementarteilchen zu ihrer Masse kommen – und spielt auch jenseits der Elementarteilchenphysik eine Rolle. Ein internationales Forscherteam hat mit Hilfe von Neutronenstreuexperimenten erste Hinweise darauf gefunden, dass eben dieser Mechanismus einen Phasenübergang von exotischen magnetischen Zuständen in Yb2Ti2O7-Kristallen nahe des absoluten Nullpunkts erklären kann. Bei der Abkühlung eines als "Quanten-Spin-Eis" bezeichneten Zustands beobachteten sie zum ersten Mal Anzeichen für den spontanen Austausch mit dem von Higgs vorhergesagten Higgs-Feld in einem Magneten. [weiter]
Perspektiven 2011
Perspektiven der Neutronenforschung in Deutschland im Licht der kommenden neuen Europäischen Neutronenquelle

Zweisprachige Broschüre des Komitee Forschung mit Neutronen

Die neue Broschüre des KFN ist nun gedruckt und online erhältlich! Forschung mit Neutronen leistet entscheidende und unersetzliche Beiträge zu den großen Herausforderungen der modernen Industriegesellschaften. Das KFN stellt die Ausgangssituation und die Perspektiven im Licht der kommenden neuen Europäischen Neutronenquelle (ESS) dar und gibt Empfehlungen zu den einzelnen Neutronenquellen, der Nachwuchsförderung und den Fördermechanismen. Anwendungsbereiche und Forschungsgebiete der Neutronenforschung werden anschaulich vorgestellt. [weiter]
Pfleiderer
TUM-Physiker entdecken mit Neutronen neue Wege zur Datenspeicherung: Strom bewegt magnetische Wirbel

Technische Universität München

Schneller, kleiner und energiesparender sollen die Rechner der Zukunft sein. Dazu müssen die Daten schneller geschrieben und verarbeitet werden. Diesem Ziel sind Physiker der Technischen Universität München (TUM) und der Universität zu Köln nun ein großes Stück näher gekommen. Die Experimentalphysiker der TUM setzten in einem Material ein Gitter aus magnetischen Wirbeln mit einem elektrischen Strom in Bewegung, der fast eine Million Mal schwächer war als in früheren Studien. Beobachtet haben sie die Koppelung zwischen elektrischem Strom und magnetischer Struktur, über die sie jetzt in der Fachzeitschrift Science berichten, mit Messungen an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II der TUM. [weiter]
Magn. Wirbelfäden
Magnetische Wirbelfäden in der Elektronensuppe

Science-Veröffentlichung von Physikern der Technischen Universität München (TUM)

Physiker der Technischen Universität München (TUM) und der Universität zu Köln haben in der metallischen Verbindung Mangansilizium eine neue Form magnetischer Ordnung entdeckt. Das Gitter aus magnetischen Wirbelfäden, über dessen Existenz seit langem spekuliert wurde, konnte ein Team um den Diplomphysiker Sebastian Mühlbauer und Professor Christian Pfleiderer (beide TUM) mit Neutronen an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der TUM sichtbar machen.
Ihre spektakuläre Entdeckung, die einerseits eine Jahrzehnte alte Frage über die Bausteine des Universums beantwortet und zudem neue Entwicklungen in der magnetischen Datenverarbeitung anstoßen könnte, veröffentlichen sie in der renommierten Fachzeitschrift Science. [weiter]
Metalltropfen
Schwerelose Experimente mit geschmolzenem Metall

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt am FRM II

Untersuchungen, die sonst nur in der Schwerelosigkeit des Weltalls gelingen, führt Professor Andreas Meyer vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln mit einem neuen Messverfahren derzeit an der Forschungs-Neutronenquelle (FRM II) der Technischen Universität München (TUM) in Garching durch. Die Ergebnisse dürften vor allem die Metall- und Gießereiindustrie sehr interessieren: Der Leiter des Instituts für Materialphysik im Weltraum erforscht grundlegende Eigenschaften, die beim Reinigen, Gießen und Erstarren von Metallen wichtig sind. [weiter]
Proteinbewegung
Neutronen machen Proteinbewegungen sichtbar

Forschungszentrum Jülich

Physiker des Forschungszentrums Jülich haben eine neue Methode entwickelt, die erstmals großräumige innere Bewegungen von Proteinen in Raum und Zeit bestimmen kann. Anders als bekannte Methoden ermöglicht diese Methode die direkte Messung nicht nur der Geschwindigkeit von inneren Bewegungen, sondern auch der räumlichen Ausdehnung und der dabei auftretenden inneren Kräfte. [weiter]
magn. Feldlinien
Radiographie und Tomographie mit polarisierten Neutronen

Nikolay Kardjilov, Ingo Manke, Markus Strobl, André Hilger, John Banhart
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (ehemals Hahn-Meitner-Institut Berlin), Glienicker Str. 100, 14109 Berlin

Forscher des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (ehemals Hahn-Meitner-Institut Berlin) haben eine Methode entwickelt, mit der es möglich ist, die Verteilung von Magnetfeldern im Inneren von massiven, nichttransparenten Materialien in 2D und 3D sichtbar zu machen. Dazu wurden die besonderen Eigenschaften von spin-polarisierten Neutronen genutzt, die eine hohe Eindringtiefe in vielen Materialien haben und zugleich ein magnetisches Moment besitzen. [weiter]
Si(100)Monochromator
Performance-Steigerung des Neutronendiffraktometers E3 bei BENSC um eine Größenordnung durch einen Pavol Mikula'schen Si-Einkristall-Monochromator

Hahn-Meitner-Institut

Die aktuelle Leistungssteigerung des Spannungs- und Texturdiffraktometers E3 am Forschungsreaktor BER II des HMI Berlin bewirkt eine signifikante Verbesserung der Qualität der Messergebnisse bei gleichzeitiger Erhöhung des Experimentdurchsatzes. Dafür wurde das Instrument mit einem neuen vertikal fokussierenden und horizontal gebogenen, perfekten Si-Einkristall-Monochromator (Bild 1) ausgestattet, welcher die Geräteeffizienz speziell für den Einsatz zur Eigenspannungsanalyse optimiert. [weiter]
Natriumkobaltoxid
Nanomuster bringen Strom unter Kontrolle

Hahn-Meitner-Institut

Regelmäßige Muster aus Natriumatomen mit Strukturen im Nanometerbereich machen Natriumkobaltoxid zu einem perfekten Material für Laptop-Batterien, effiziente Kühlmittel oder Supraleiter - das berichten Wissenschaftler des Berliner Hahn-Meitner-Instituts, des CEA-Forschungszentrums in Saclay bei Paris und der Universität Liverpool in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature. Dabei bestimmt die genaue Anordnung der Natriumatome die Eigenschaften des Materials. Gleichzeitig hängt das jeweilige Natriummuster sehr empfindlich von der Dichte an Natriumatomen ab, die man mit chemischen Methoden leicht verändern kann. So kann man aus einem anfangs metallischen Material einen Isolator und dann einen Supraleiter machen, indem man es in einer elektrochemischen Zelle unterbringt und die Spannung ändert. [weiter]
SNI2006
Von der DNA bis zur Schweißnaht - breites Wissenschaftsspektrum auf der Deutschen Tagung für Forschung mit Synchrotronstrahlung, Neutronen und Ionenstrahlen an Großgeräten (SNI2006)

Kommitee Forschung mit Neutronen

Mit über 500 Teilnehmern, die ca. 120 verschiedene Institutionen repräsentierten, hatte die Tagung SNI2006 (Hamburg, 4.-6.10.2006) den Charakter einer großen internationalen Veranstaltung. Sie fand zu einem Zeitpunkt statt, an dem sich durch die neuen und geplanten Großforschungsanlagen in Hamburg und Schleswig-Holstein (FLASH, PETRA III und XFEL), in München (FRMII) und Darmstadt (FAIR) für die Erforschung der kondensierten Materie aufregende neue Perspektiven bieten. [weiter]
Tomatenpflanze
Wie schnell nimmt eine Tomatenpflanze Wasser auf?

Hahn-Meitner-Institut

Wissenschaftlern am Berliner Hahn-Meitner-Institut ist es erstmals gelungen, in deutlichen Bildern zu beobachten, wie schnell eine Pflanze Wasser aufnimmt. In einer Reihe von Aufnahmen, die einen Tomatensetzling zeigen, kann man genau verfolgen, wie das Wasser im Stiel aufsteigt. Dazu haben die Wissenschaftler dem Setzling ab einem bestimmten Zeitpunkt nur noch so genanntes schweres Wasser gegeben, das sich in den Bildern markant vom gewöhnlichen Wasser abhebt. Der Kontrast entsteht beim Durchleuchten der Pflanze mit Neutronen, die auf beide Wasserarten verschieden reagieren. Für die Pflanze ist es dabei fast bedeutungslos, mit welchem Wasser sie gegossen wird. [weiter]
Strategiepapier
Forschung mit Neutronen in Deutschland - Status und Perspektiven

Broschüre des Komitee Forschung mit Neutronen

Was ist das Besondere an Neutronen? Wie hilft uns Forschung mit Neutronen im täglichen Leben? Wo steht die deutsche Neutronenforschung im internationalen Vergleich? Wer forscht in Deutschland mit Neutronen? Welche Reaktoren stehen dafür zur Verfügung? Wie sieht der Weg in die Zukunft aus? Wie bewertet das Komitee Forschung mit Neutronen die Perspektiven und welche Empfehlungen gibt es für die Zukunft? Dies sind die zentralen Fragen, die in der neuen Broschüre des KFN anschaulich beantwortwortet werden. Eine Fülle von Beispielen aus der Forschung belegt das breite Spektrum der Forschung mit Neutronen und macht deutlich, dass es sich dabei gerade in Deutschland um einen lebendigen Bereich der Wissenschaft handelt. [weiter]
Neutronenradiografie
Neutronenradiografie von Dinosaurierknochen

Paul Scherrer Institut, 5232 Villingen PSI, Schweiz

Mit der Neutronenradiografie lassen sich Objekte aus zahlreichen wissenschaftlich-technischen Gebieten zerstörungsfrei prüfen und durchleuchten. So ergaben Untersuchungen am PSI an Halswirbeln eines 30 Meter langen Dinosauriers aufschlussreiche Befunde über Körperbau und Verhalten der Riesenechse. Die hohlen Knochen reduzierten nicht nur beträchtlich das Gewicht, das darin eingerichtete pneumatische System trug auch wesentlich zur Stabilisierung und Beweglichkeit des Halses bei. Vermutlich konnte der Pflanzenfresser dadurch seinen enormen Nahrungsbedarf effizienter decken. [weiter]
Neutronenspin
Quantenzustand von Neutronen

F. Radu, V. Leiner, M. Wolff, V. K. Ignatovich und H. Zabel

Neutronenreflexion ist eine wohl bekannte und viel genutzte Methode zur Untersuchung von dünnen Schichten. Trotz dieser offensichtlich ausgereiften Messmethode besteht eine beunruhigende Unklarheit darüber, wie das Neutron in einer einzelnen magnetischen Schicht mit homogener Magnetisierung bzw. homogener magnetischer Induktion zu beschreiben ist. Wir konnten jetzt unzweifelhaft zeigen, dass das Neutron als ein Spin ½ Teilchen mit nur zwei Einstellmöglichkeiten zu betrachten ist. [weiter]
SANS-Daten
Struktur des synaptischen Komplexes am Tn3-Resolvase-Überkreuzungspunkt

Marcelo Nöllmann, Jiuya He, Olwyn Byron and W. Marshall Stark

Tn3-Resolvase (Tn3R) ist ein Protein, das den Austausch von DNA-Strängen bei der Rekombination innerhalb einer Bakterienzelle katalysiert. Die molekulare Architektur des synaptischen Komplexes (bestehend aus 12 Tn3R-Einheiten und 2 Erkennungssequenzen auf der DNA), die während der Reaktion entsteht, ist noch unbekannt, obwohl für einige Komponenten Strukturen mit atomarer Auflösung bestimmt wurden. Wir verwendeten eine Kombination von Neutronen- und Röntgenkleinwinkelstreuung, analytischem Ultra-Zentrifugieren und damit verbundener Modellierung, um die niedrig aufgelöste Struktur einer Untereinheit des synaptischen Komplexes zu bestimmen (die X-Synapse, die aus 4 Tn3R-Einheiten und 2 DNA-Strängen besteht). [weiter]
Basaltoberfläche
Kleinwinkelstreuung mit Neutronen an vulkanischen Gesteinen

A. Kahle, B. Winkler und A. Radulescu

Mittels der Kleinwinkelstreuung mit Neutronen wird gezeigt, dass die Mikrostruktur von vulkanischen Gesteinen selbstähnlich ist. Aus den Streuintensitäten wurde die fraktale Dimension α der jeweiligen Gesteinsstruktur bestimmt. Für die Mehrzahl der untersuchten Gesteine lag α in der Größenordnung von 3 < α < 4 bzw. α = 4. Es wird gezeigt, dass eine thermische Behandlung der Gesteine Einfluss auf die Mikrostruktur und die fraktale Dimension hat. Spezifische innere Oberflächen für einige vulkanische Gesteine wurden bestimmt. [weiter]
Einschlussverbindung
Flüssige Lösung wird beim Erhitzen fest

M. Plazanet, C. Floare, M.R. Johnson, R. Schweins und H.P. Trommsdorff

Lösungen, die aus α-Cyclodextrin, Wasser und 4-Methylpyridin bestehen, sind bei Raumtemperatur homogen und transparent und erstarren beim Erhitzen auf Temperaturen zwischen 45° und 75°C. Quasielastische und elastische Neutronenstreuung zeigen, dass die Bewegung der Moleküle beim Erstarren langsamer wird und sich eine kristalline Ordnung einstellt. Die Lösung "gefriert" durch Erhitzen. Der Prozess ist vollständig umkehrbar: Der Festkörper schmilzt, wenn man ihn abkühlt. Das Phänomen wird auf eine Umordnung der Wasserstoffbrücken zurückgeführt. [weiter]
Membrandynamik
Untersuchung der kollektiven Dynamik von Lipidmembranen mittels unelastischer Neutronenstreuung

M.C. Rheinstädter, C. Ollinger, G. Fragneto, F. Demmel und T. Salditt

Phosholipidmembrane dienen als einfache Modellsysteme für biologische Membrane. Wichtige strukturelle und dynamische Eigenschaften von Membranen können an biomimetischen Lipidmembranen aus reinen Lipiden oder Lipidmischungen untersucht werden. Von großem Interesse sind unter anderem der Aufbau der Doppelschicht (Dichteprofil), die elastischen Konstanten wie z.B. die Biegesteifigkeit, Transportkoeffizienten parallel und senkrecht zur Membran, thermische Fluktuationsmoden (Undulationen der Membrane, kollektive Bewegung der Lipidketten und Dichtefluktuationen) und Wechselwirkungskräfte zwischen benachbarten Membranen. Einen neuen Zugang erlaubt dabei die Präparation von hochorientierten Membranstapeln auf Festkörperoberflächen.
Steitz
Nanoblasen und ihre Vorläufer-Schicht an der Grenzfläche von Wasser zu einem hydrophoben Substrat

R. Steitz (1,2), T. Gutberlet (2), T. Hauss (2), B. Klösgen (3), R. Krastev (2,4), S. Schemmel (2), A. C. Simonsen (3), and G. H. Findenegg (2)

(1) Technische Universität Berlin
(2) Berlin Neutron Scattering Center
(3) University of Southern Denmark
(4) Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

Die Struktur der Grenzflächen von Wasser an hydrophoben Substraten wurde mit Hilfe von Neutronen-Reflektrometrie untersucht. Als Modellsystem wurde reines D2O an dünnen Schichten von deutriertem Polystyrol (d-PS) verwendet, die durch "spin-coating" auf Silizium-Blöcke aufgebracht wurden. Obwohl d-PS und D2O vergleichbare Streulängendichten haben, zeigten die Experimente einen nichtverschwindenden Streukontrast an der Polymer/Wasser-Grenzfläche. Eine systematische Untersuchung dieses Systems führt zu dem Schluß, dass organische (nicht-deuterierte) Verunreinigungen oder makroskopische Luftblasen nicht die Ursache sein k?nnen, sondern eine Abreicherung des Wassers in der Grenzschicht zur hydrophoben Oberfläche. Diese Abreicherung tritt in einer 2-5 nm dicken Schicht auf, die der Bildung von submikroskopischen Gasbläschen vorangeht, die kürzlich von Tyrrell und Attard beschrieben wurden. [weiter]
Kleinwinkelstreuung
Kleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall, eine empfindliche Technik zur Untersuchung von Adsorption an der fest-flüssig Grenzfläche

M. Wolff (Universität Erlangen-Nürnberg, ILL)
U. Scholz und A. Magerl (Universität Erlangen-Nürnberg)
H. Zabel (Ruhr Universität, Bochum)

Es ist bekannt, dass sich die Struktur kondensierter Materie nahe einer Grenzfläche von der im Volumen unterscheiden kann. Neutronenreflektivität ist eine oberflächensensitive Technik, die etabliert ist, um das Streulängendichteprofil an einer Grenzfläche und die laterale Struktur in der Streuebene zu untersuchen. Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) gibt dreidimensionale Information bei der Untersuchung von struktureller Ordnung im Volumen. Eine Kombination beider Techniken, Kleinwinkelstreuung unter steifendem Einfall (GISANS), kann neue Einsichten in die Struktur nahe an Grenzflächen geben. Mit Hilfe des Instruments ADAM (ILL) wurde gezeigt, dass Polymermizellen sich in der Nähe einer hydrophil und einer hydrophob beschichteten Siliziumscheibe auf unterschiedliche Art ordnen, wenn die Grenze von einer mizellaren zu einer kubischen Phase überquert wird. [weiter]
Lonkai
Strukturelle Erklärung der magnetoelektrischen Phasenübergänge in HoMnO3

Th. Lonkai (1,2), U. Amann (1,3), J. Ihringer (1), D. Hohlwein (1,2), Th. Lottermoser (4) und M. Fiebig (4)
(1) Institut für Angewandte Physik, Universität Tübingen
(2) Hahn-Meitner-Institut, Berlin
(3) Institut Laue-Langevin, Grenoble
(4) Max-Born-Institut, Berlin

Da die Datendichte in herkömmlichen Speicherelementen zunehmend an ihre physikalischen Grenzen stößt, werden alternative Konzepte untersucht. Eine Möglichkeit bietet dabei der lineare magnetoelektrische Effekt, d.h. die Induktion einer magnetischen Polarisation aufgrund eines elektrischen Feldes und umgekehrt. In HoMnO3-Einkristallen, bei geeigneten elektrischen Feldern, konnte nun mit optischen Methoden das Schalten antiferromagnetischer zu ferromagnetischer Ordnung beobachtet werden. Mittels Neutronen- und Röntgendiffraktion an Pulverproben war es möglich, diesen Phasenübergang zu erklären. [weiter]
Eckold
Evolution of interatomic forces during solid state reactions monitored by real-time inelastic scattering from acoustic phonons

G. Eckold (1), D. Caspary (1), P. Elter (1), H. Gibhardt (1), F. Güthoff (1), A. Hoser (2), W. Schmidt (2),(3)
(1) Institute of Physical Chemistry, Georg-August-University of Göttingen, FRG
(2) Institut of Solid State Research, Research Centre Jülich, FRG
(3) Institut Laue-Langevin, Grenoble, France

Stroboscopic techniques can be used to study solid state reactions and demixing processes on a time scale of seconds or less. In recent studies, it could be shown that even time-resolved inelastic scattering from acoustic phonons during decomposition in ionic crystals is feasible and yields new insight in the microscopic mechanisms. While small angle scattering and diffraction monitor different aspects of the phase separation on different time scales, it is inelastic scattering that provides the most direct information about changes of interatomic interactions. The time-evolution of phonon spectra in silver-alkali halide systems unambiguously prove that the demixing process occurs within seconds and is governed by concentration fluctuations according to the mechanism of spinodal decomposition. [weiter]
Leiner
Magnetic multilayers with a variable interlayer exchange coupling: A new approach to the investigation of low-dimensional magnetism

V. Leiner (1,2), K. Westerholt (2), A.M. Blixt (3), H. Zabel (2) and B. Hjörvarsson (3)
(1) LSS, Institut Laue-Langevin; (2) Institut für Experimentalphysik / Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum;
(3) Department of Physics, Uppsala University

By preparing a monocrystalline Fe/V superlattice which we exposed to a hydrogen atmosphere in a controlled fashion we succeeded in achieving the first experimental realization of a magnetic system with a fixed intralayer coupling J and a variable interlayer coupling J' that was first proposed in a gedankenexperiment by Griffiths some thirty years ago. Using neutron reflectivity and magnetometry we mapped out a magnetic phase diagram that is in excellent agreement with theoretical predictions. We propose that metallic multilayers, whose electronic properties can be tuned continuously and reversibly through the introduction of hydrogen offer a new approach for the study of low-dimensional magnetic systems and cross-over effects. [weiter]
Vitroperm
Domain formation and long-range spin disorder in Vitroperm

A. Michels, R. N. Viswanath and J. Weissmüller
Institut für Nanotechnologie, Forschungszentrum Karlsruhe, Karlsruhe, Germany
Technische Physik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany

Magnetic small-angle neutron scattering was used to characterise the macroscopic domain structure and the internal spin disorder within the domains of the nanocrystalline melt-spun alloy Vitroperm (Fe73Si16B7Nb3Cu1). In addition to the random magnetic anisotropy that is associated with the individual nanocrystallites, this system exhibits a uniaxial magnetic anisotropy on the macroscopic level. As the applied magnetic field is decreased starting from saturation, we find that two processes occur independently: the formation of a domain structure with the net magnetisation of the domains aligned along the macroscopic easy axis and the increase in magnitude of static, nanometer-scale fluctuations of the spin orientation. [weiter]
Motor
Neue Wege der Neutronentomographie

W. Treimer, Hahn-Meitrner-Institut Berlin

Am Hahn-Meitner-Institut (Prof. J. Banhart) wird in Zusammenarbeit mit der Technischen Fachhochschule Berlin (Prof. W. Treimer) ein moderner Messplatz f?r Neutronentomographie aufgebaut. Erste Ergebnisse mit einem "Provisorium" sind vielversprechend, zumal man mit einem Neutronenfluss von ~ 3 x 109 n/cm2.sec (L/D ~ 70) arbeiten kann. So konnten auch stark absorbierende Proben wie z.B. ein kleiner Flugzeugmotor (Abb.) oder eine LiJ - Batterie eines Herzschrittmachers untersucht werden. [weiter]
Zimmer
Präzisionsmessung der spinabhängigen Neutronenstreulänge von 3He (Kurzfassung)

O. Zimmer, G. Ehlers, B. Farago, H. Humblot, W. Ketter, R. Scherm

Die spinabhängige Neutronenstreulänge von 3He spielt eine Schlüsselrolle in zwei sehr unterschiedlichen Teilgebieten der Physik. Zum einen wird sie benötigt, um Resultate der Neutronenstreuung an der Quantenflüssigkeit 3He zu deuten. Zum anderen brauchen moderne Theorien der Wechselwirkung von Nukleonen genaue Messwerte ausgewählter Niederenergieobservablen. Trotz großer Anstrengungen konnte der Realteil bi’ der inkohärenten n3He-Streulänge bislang nur indirekt über den Streuquerschnitt auf 24% genau bestimmt werden. In der hier beschriebenen Arbeit wurde bi’ von 3He mit einer neuen Methode zum ersten Mal direkt gemessen. [weiter]
> Warum gerade Neutronen?
Das magnetische Moment
Wellenlängen und Energien
Neutronen sehen verschiedene Isotope
Neutronen durchdringen dicke Materialien
Einfache Wechselwirkung
Neutron = 3 Quarks
> Forschungsfelder
Neutronen und das Leben
Neutronen und das Universum
Neue funktionelle Materialien
Mikrostruktur bestimmt Werkstoffeigenschaften
Oberflächen-, Grenzflächen- und Nanowissenschaften
Korrelationen (Magnetismus)
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