my.chemie.de
Mit einem my.chemie.de-Account haben Sie immer alles im Überblick - und können sich Ihre eigene Website und Ihren individuellen Newsletter konfigurieren.
18.01.2012: Wie magnetisch ist ein Atom, dem man fast alle seine Elektronen weggenommen hat? Für die Untersuchung dieser Frage, die tiefe Einblicke in die Struktur des Universums erlaubt, erhalten Sven Sturm, Anke Wagner und Prof. Dr. Klaus Blaum den diesjährigen Helmholtz-Preis für Präzisionsmessung. Der Preis wird am 27. März im Rahmen der Feierlichkeiten zum 125-jährigen Jubiläum der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig übergeben.
Die Forscher vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz untersuchen sogenannte wasserstoffähnliche Ionen; das sind Atome, denen alle Elektronen bis auf ein einziges entrissen wurden. Im Unterschied zu dem einzelnen Elektron eines Wasserstoffatoms ist das verbleibende Elektron in einem wasserstoffähnlichen Ion viel stärker an den atomaren Kern gebunden, da dieser eine vielfach größere elektrische Ladung hat als beim Wasserstoff.
Die drei Preisträger haben hochpräzise vermessen, wie magnetisch solch ein Elektron ist; diese Eigenschaft wird durch den g-Faktor beschrieben. Der g-Faktor lässt sich auch sehr genau berechnen, Grundlage ist die sogenannte Quantenelektrodynamik. Durch den hohen Ladungszustand des Kerns und das damit verbundene extrem große elektrische Feld in dessen unmittelbarer Nähe müssen bei der Berechnung Beiträge berücksichtigt werden, die unter anderen experimentellen Bedingungen nicht relevant wären. Der Vergleich von Messung und Berechnung ist ein Test der Theorie der elektromagnetischen Wechselwirkung auf bisher nicht dagewesenem Niveau - und die Quantenelektrodynamik hat wieder bestanden. Das Verständnis der fundamentalen Kräfte im Universum wurde so weiter verbessert.
Um diese Messungen durchzuführen, mussten die Forscher erhebliche technische Probleme überwinden und neue Messinstrumente entwickeln. Kernstück ihres Aufbaus ist eine Kombination aus drei Ionenfallen, in denen das wasserstoffähnliche Ion gespeichert wird. Diese Fallen werden dicht bis an den absoluten Nullpunkt abgekühlt und sind in außerordentlich gutem Vakuum aufgebaut. Den Preisträgern war es so möglich, an einem einzelnen Ion mehrere Monate zu experimentieren. Für die Messung selbst wurde das Ion vielfach zwischen den Fallen hin- und her transportiert, um den quantenmechanischen Zustand des Elektrons festzustellen und mit Hilfe eines neu entwickelten Verfahrens seine Wechselwirkungsenergie mit dem Magnetfeld zu bestimmen. Aus dieser Größe lässt sich schließlich der gesuchte g-Faktor bestimmen.
Der Helmholtz-Preis wird vom Helmholtz-Fonds e. V. alle zwei bis drei Jahre für herausragende Präzisionsmessungen in Physik, Chemie oder Medizin vergeben. Er ist in diesem Jahr mit 20.000 € dotiert.
Kontakt / Infos anfordern
Fordern Sie gratis weitere Informationen an:
Merkliste
Hier setzen Sie die nebenstehende News auf Ihre persönliche Merkliste
Wenn Moleküle Fingerabdrücke hinterlassen
Ebenso wie ein Einbrecher anhand seiner Fingerabdrücke gefasst werden kann, lassen sich Moleküle anhand bestimmter Eigenschaften eindeutig identifizieren. Den sichtbaren Hautlinien entsprechen dabei charakteristische Eigenschwingungen der Moleküle, die sich mit der Ramanspektrometrie detekt ... mehr
Helmholtz-Preis für den genauesten Test der Quantenelektrodynamik mit wasserstoffähnlichen Ionen
Wie magnetisch ist ein Atom, dem man fast alle seine Elektronen weggenommen hat? Für die Untersuchung dieser Frage, die tiefe Einblicke in die Struktur des Universums erlaubt, erhalten Sven Sturm, Anke Wagner und Prof. Dr. Klaus Blaum den diesjährigen Helmholtz-Preis für Präzisionsmessung. ... mehr
Großer Schritt auf dem Weg zur Neudefinition des Kelvin
Metrologen sind Messkünstler und nehmen es ganz genau – im Fall der Boltzmann-Konstante bis auf die sechste Stelle hinter dem Komma. Wer sie sehr genau bestimmen kann, wird eine kleine Revolution im Bereich der weltweiten Temperaturmessung auslösen: Dann wird die Temperatureinheit nicht meh ... mehr
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Was ist die PTB? PTB – das nationale Metrologie-Institut mit wissenschaftlich-technischen Dienstleistungsaufgaben Was kann die PTB? Die PTB misst mit höchster Genauigkeit und Zuverlässigkeit – Metrologie als Kernkompetenz Für wen arbeitet die PTB? Die PTB steht für Fortschritt und Zuverlä ... mehr
Trifft ein intensiver Laserpuls auf ein Atom, kommt Bewegung in den Mikrokosmos. Nicht selten wird dann ein Elektron aus dem Atom herausgeschleudert und dieses ionisiert. Manchmal passiert aber auch noch mehr: nämlich eine so genannte Doppelionisation. Dann löst das Licht nicht nur ein sond ... mehr
Bei Transfer-Ionisation eines Helium-Atoms im Stoß mit einem Ion wird eines der beiden Elektronen des Atoms von dem Ion eingefangen und zugleich das andere freigesetzt. Eine umfassende experimentelle Studie dieses fundamentalen Vierkörpersystems zeigt eine bevorzugte Emission des Elektrons ... mehr
Präzisionsmassenmessung an Palladium-110 weisen Weg zur Natur der Neutrinos
Ist das Neutrino sein eigenes Antiteilchen? Der Nachweis des neutrinolosen doppelten Betazerfall würde diese Frage klären. Neue präzise Massenmessungen der Zerfallsenergie von Palladium-110, durchgeführt von Forschern des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg, der Universitäten ... mehr
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Das Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK), eines von 80 Instituten und Forschungseinrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft, betreibt Forschung auf folgenden Gebieten: Die Astroteilchenphysik vereint Fragestellungen des Makro- und Mikrokosmos: Ungewöhnliche Beobachtungsmethoden für Gamma ... mehr
Das Ende der Magie: Schalenmodell ist bei Berylliumisotopen ungültig
Einer Gruppe von Wissenschaftlern um Prof. Dr. Wilfried Nörtershäuser ist es erstmals gelungen, die Größe der Ladungsverteilung eines Atomkerns des sehr exotischen Isotops Beryllium-12 zu vermessen. Unerwartet zeigte sich für die Forscher, dass dieser sogenannte Ladungsradius gegenüber dem ... mehr
Propionsäure im Griff behalten
Essig- und Propionsäure sind die beiden mengenmäßig vorherrschenden Säuren in Biogasanlagen. Dabei sollte in einer stabilen Anlage das Verhältnis möglichst größer oder gleich 2:1 zu Gunsten der Essigsäure sein. In der Praxis gewinnt jedoch häufig die Propionsäure die Oberhand – eine Versäue ... mehr
Gold-Nanoantennen spüren Proteine auf
Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben eine neue Methode entwickelt, um einzelne Proteine zu beobachten. Die genaue Kenntnis der Dynamik von Proteinen ist wichtig, um die biologischen Funktionen zu verstehen, die auf molekularer Ebene ablaufen. Bisher wurden da ... mehr
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Im Wandel hin zu einer strukturierten und profilierten Großuniversität sieht die Johannes Gutenberg-Universität Mainz ihre Aufgabe und Chance im Wettbewerb sowohl um die besten Forschenden, Lehrenden und Studierenden als auch um die knapper werdenden Finanzmittel. Hierzu hat die Universität ... mehr
Über CHEMIE.DE
CHEMIE.DE betreibt naturwissenschaftliche Fachportale. Ausschließlich online und dies seit mehr als zehn Jahren. Hier erfahren Sie mehr über uns.
Werben bei CHEMIE.DE
Unsere Werbeformen unterstützen Sie dabei Ihre Botschaften klar zu kommunizieren. Zielgruppengenau. Erfahren Sie mehr über unsere Angebote.
© 1997-2012 CHEMIE.DE Information Service GmbH, All rights reserved
