Aktuelles aus dem Fachbereich Physik

Archiv - 2022
Physiker Paul Möllers bereitet die korrekte Positionierung einer Probe in der Vakuumkammer vor, an die das Spinpolarimeter angeschlossen ist.
© WWU - Tobias Reiker

Forscher zeigen: Chirale Oxid-Katalysatoren richten Elektronenspin aus

21. September 2022 | Münster (upm)

Die Kontrolle des Eigendrehimpulses (Spins) von Elektronen eröffnet künftige Anwendungsszenarien in der spinbasierten Elektronik (Spintronik), beispielsweise zur Informationsverarbeitung. Außerdem bietet sie neue Möglichkeiten, die Selektivität und Effizienz von chemischen Reaktionen zu kontrollieren. Erste Erfolge präsentierten Forscher kürzlich am Beispiel der photokatalytischen Wasserspaltung zur Erzeugung von „grünem“ Wasserstoff und Sauerstoff. Ein Gemeinschaftsprojekt von Arbeitsgruppen am Center for Soft Nanoscience der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster und am chemischen Institut der Universität Pittsburgh (Pennsylvania, USA; Prof. David Waldeck) soll nun die zielgerichtete Entwicklung spinselektiver Katalysatormaterialien vorantreiben. Hierzu setzen die Forscher die katalytische Aktivität verschiedener anorganischer, spinpolarisierender Materialien mit direkten Messungen der Spinselektivität in Bezug. Im Zentrum stehen dabei Oxidmaterialien, welche eine Händigkeit in ihrer Struktur aufweisen, sogenannte chirale Materialien. Daneben wollen die Wissenschaftler den Ursprung der Spin-Polarisation in diesen chiralen Materialien erkunden. Die Ergebnisse einer ersten Studie an chiralen Kupferoxidschichten wurden nun im Fachjournal „ACS Nano“ veröffentlicht.
Ultrahochvakuum-System am Center for Nanotechnology (CeNTech) mit einem Tieftemperatur-Rasterkraftmikroskop, das bei fünf Kelvin betrieben wird und mit einem Aufbau für Photoelektronenspektroskopie verbunden ist.
© H. Mönig

Wissenschaftler untersuchen katalytische Aktivität von Kupferatomen

7. September 2022 | Münster (upm/kk)

Brennstoffzellen wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrischen Strom und Wärme um. Sie werden unter anderem in der Fahrzeugentwicklung, in der Luft- und Raumfahrt oder zur nachhaltigen Energieversorgung eingesetzt. Bei der Energieumwandlung spielt die katalytische Reduktion von Sauerstoff eine wichtige Rolle. Die Entwicklung von effizienten und günstigen Katalysatoren ist daher extrem wichtig. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben nun auf dem Forschungsgebiet der Einzelatomkatalysatoren Fortschritte erzielt: Mit Kollegen des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der Universität Paderborn entwickelten sie einen methodischen Ansatz, der die Charakterisierung mit atomarer Auflösung direkt mit der Analyse der elektrochemischen Eigenschaften bei der Reduktion von Sauerstoff verbindet. Dieses Verfahren erlaubt zukünftig, maßgeschneiderte Katalysatoren noch effizienter zu gestalten. Die Studienergebnisse sind im Fachmagazin ACS Nano erschienen.
Neue Regelung vereinfacht die grenzüberschreitende Ausbildung von Doktoranden
© Universität Twente

Universitäten Münster und Twente unterzeichnen Promotionsabkommen

1. September 2022 | Münster (upm/kk)

Weniger Bürokratie, stärkere Fokussierung auf wissenschaftliche Zusammenarbeit: Die Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster und die Universität Twente haben ein Promotionsabkommen unterzeichnet. Für die Fachbereiche Physik sowie Chemie und Pharmazie sind von nun an verwaltungstechnische Hürden abgebaut, das Verfahren für eine gemeinsame Doktorandenausbildung wurde vereinfacht. So ist es beispielsweise in Zukunft nicht mehr notwendig, für die Promovenden die juristischen und organisatorischen Rahmenbedingungen immer wieder neu auszuhandeln. „Neben den administrativen Vorteilen ermöglicht uns die gemeinsame Ausbildung exzellenter Nachwuchskräfte, die wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen unseren Universitäten zu stärken“, betont WWU-Rektor Prof. Dr. Johannes Wessels.
Anja Brüggemann leistete in ihrer Masterarbeit über exotische Teilchen Herausragendes.
© privat

Herausragende Masterarbeit in der Physik gewürdigt

20. Juli 2022 | Münster (upm)

Für ihre herausragende Masterarbeit zur Untersuchung von Charmoniumzerfällen und der Suche nach exotischen Teilchenzuständen an einem Elektron-Positron-Collider hat Anja Brüggemann den mit 1.500 Euro dotierten „Infineon-Master-Award“ erhalten – den Preis verleiht der Fachbereich Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) mit der Infineon Technologies AG. „Anja Brüggemanns Arbeit, ihre komplexen Analysemethoden und ihre Ergebnisse gehen weit über das Maß einer Masterarbeit hinaus – sie hat eher das Format einer Doktorarbeit“, betont Prof. Dr. Alfons Khoukaz vom Institut für Kernphysik, in dessen Arbeitsgruppe die Masterarbeit angefertigt wurde. Ihre Resultate seien für das hochaktuelle Forschungsgebiet zur Suche und Untersuchung exotischer Teilchenzustände in der Hadronenphysik von großer Relevanz, insbesondere um die bisher noch unverstandene Struktur spezieller Teilchenzustände zu entschlüsseln.
Einbettung des „molekularen Shuttles“ in das metallorganische Gerüst: schematische Darstellung des molekularen Shuttles (gelber Kreis), zusammen mit seiner molekularen Struktur (brauner Kreis) und seiner Einbettung in die periodische Struktur (violetter Kreis).
© Kolodzeiski/Amirjalayer

Auf dem Weg zu zellartigen Materialien

04. Juli 2022 | Münster (upm/kk)

Molekulare Maschinen steuern eine Vielzahl grundlegender Prozesse in der Natur. Eingebettet in eine zelluläre Umgebung, spielen sie eine zentrale Rolle beim intra- und interzellulären Transport von Molekülen sowie bei der Muskelkontraktion von Menschen und Tieren. Für die Funktion des gesamten Organismus ist meist eine wohldefinierte Orientierung und Anordnung der molekularen Maschinen essenziell. Zum Beispiel ermöglicht die spezifische Einbettung von Motorproteinen, welche eine Klasse von biomolekularen Maschinen bilden, ein dynamisches Zusammenspiel der unzähligen Proteine. Dadurch wird die Bewegung auf molekularer Ebene verstärkt und über verschiedene Größenordnungen hinweg bis zur makroskopischen Ebene übertragen.
Das CERN gab die Entdeckung des Higgs-Bosons bei einer Pressekonferenz am 4. Juli 2012 bekannt.
© 2012-2022 CERN

"Jede beantwortete Frage wirft zehn neue auf"

27. Juni 2022 | Münster (upm/ch)

Vor zehn Jahren, am 4. Juli 2012, ging eine spektakuläre Nachricht um die Welt: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Teilchenbeschleunigers LHC am Kernforschungszentrum CERN bei Genf gaben die Entdeckung des Higgs-Bosons, auch Higgs-Teilchen genannt, bekannt. WWU-Physiker Prof. Dr. Michael Klasen erinnert sich im Interview mit Christina Hoppenbrock an die sensationelle Entdeckung.
© Laura Vogiatzis

Wir laden ein! 10 Jahre Higgs-Entdeckung!

Anlässlich des 10-jährigen Jubiläums der Entdeckung des Higgs-Bosons lädt der Fachbereich Physik der WWU Münster am Mo, 04.07.2022 zu zwei öffentlichen Vorträgen (16h und 18h) in die Aula des Schlosses ein!

© MWIDE NRW / S. Kurz

Innovationspreis NRW geht nach Münster

24.05.2022 | Münster (upm)

Dr. Wladick Hartmann vom Start-up "Pixel Photonics" und sein Team haben für ihre Entwicklung von hochschnellen und nachweisbar sicheren Quantenkommunikationssystemen auf der Basis supraleitender Nanodrähte den Innovationspreis des Landes NRW erhalten. Das junge Unternehmen hat seine Wurzeln am Fachbereich Physik der WWU.

Hexagonales Bornitrid (rot: Bor-Atome, blau: Stickstoff-Atome) mit einem Farbzentrum (blau-rot), das mit ultraschnellen Laserpulsen (grün) beleuchtet wird
© WWU - Johann Preuß

Physiker untersuchen optisch erzeugte Quantendynamik in Einzelphotonenemitter

11.05.2022 | Münster (upm)

Quantentechnologien gelten als zukunftsträchtiges Forschungsgebiet, beispielsweise im Hinblick auf Anwendungen in den Bereichen Kommunikation und Computer. Ein wichtiger Baustein für solche Anwendungen sind sogenannte Einzelphotonenemitter – Materialien, die in schneller Folge einzelne Photonen, also Lichtteilchen, aussenden. Photonen sind hervorragend geeignet, um Daten schnell und sicher zu übermitteln. Ein genaues physikalisches Verständnis, wie Einzelphotonenemitter aufgebaut sind und wie sie sich kontrollieren lassen, ist für deren möglichen Einsatz in zukünftigen Anwendungen nötig. Ein Team von Physikern der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster und der Technischen Universität Breslau (Polen) hat nun erstmals die ultraschnelle Kontrolle von Einzelphotonenemittern durch Laserimpulse in dem zweidimensionalen Material „hexagonales Bornitrid“ systematisch untersucht. „Ultraschnell“ bedeutet hier schneller als eine Pikosekunde, also eine billionstel Sekunde. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Optica“ veröffentlicht.
Die Biochemikerin Prof. Dr. Lydia Sorokin und der Teilchenphysiker Prof. Dr. Christian Weinheimer haben jeweils einen „Advanced Grant“ des Europäischen Forschungsrats erhalten.
© WWU - MünsterView

EU-Forschungsrat zeichnet Lydia Sorokin und Christian Weinheimer mit "Advanced Grant" aus

26. April 2022 | Münster (upm)

Die Biochemikerin Prof. Dr. Lydia Sorokin und der Teilchenphysiker Prof. Dr. Christian Weinheimer von der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben jeweils einen der begehrten „Advanced Grants“ des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC) erhalten. Die Förderungen in Höhe von zusammen fast sechs Millionen Euro ermöglichen die Realisierung herausragender Forschungsprojekte. „Die Grants sind in erster Linie eine persönliche Auszeichnung der Forscher und ein Beleg dafür, dass an der WWU Spitzenforschung betrieben wird“, unterstreicht Rektor Prof. Dr. Johannes Wessels. „Spitzenforschung ist jedoch ohne talentierten Nachwuchs nicht möglich. Daher ist es auch von großer Bedeutung, dass die Förderung es jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ermöglicht, die Forschung mitzugestalten und voranzubringen, beispielsweise durch die Finanzierung von Doktoranden sowie Postdoktoranden, die eine akademische Karriere anstreben.“
© WWU - FB Physik

Physiker der Universität Münster laden zu öffentlichen Vorlesungen ein

22. April 2022 | Münster (upm)

Nach der erfolgreichen ersten Ausgabe von "Physik zur Mittagszeit" im Jahr 2018 bietet der Fachbereich Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster in diesem Sommer wieder eine Vorlesungsreihe für die Öffentlichkeit an. Samstags ab 12 Uhr geben Physik-Professorinnen und -Professoren im Hörsaal F2 des Fürstenberghauses (Domplatz 20-22) anschauliche Erklärungen zu Physik-Nobelpreisen der vergangenen Jahre und Einblicke in ihre Forschung.
Lernen mit neuester Technologie: Das Institut für Didaktik der Physik bietet "Mixed-Reality"-Experimente zum Thema Optik an.
© WWU - Schlummer

Physik-Didaktiker laden zu "Mixed-Reality"-Experimenten ein

06. April 2022 | Münster (upm)

Eine besondere Experimentiererfahrung für Schülerinnen und Schüler bietet das Institut für Didaktik der Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster an: Jugendliche der gymnasialen Oberstufe können „Mixed-Reality“-Experimente aus dem Themenbereich der Optik erproben. Ein hochmodernes Headset sorgt dabei für den Durchblick und zeigt interaktiv und in Echtzeit, wie Experiment und theoretische Modellierung zusammenhängen. Aktuell stehen noch freie Plätze zur Verfügung, um diese neue Art des Experimentierens auszuprobieren und an einer didaktischen Begleitstudie teilzunehmen. Das Institut für Didaktik der Physik lädt interessierte Jugendliche ein, sich per E-Mail an idp@wwu.de anzumelden. Weitere Informationen für Schüler und Lehrkräfte finden sich unter www.physikkommunizieren.de/sek-ii/hololens.
Prof. Fredrick Olness
© Daniel Bonaventura - WWU

Fachbereich Physik der Universität Münster lädt zum Kolloquium ein

1. April | Münster (upm)

Die physikalische Grundlagenforschung tritt in eine neue Ära der Erforschung von Kernmaterie ein, angetrieben durch Präzisionsdaten von Teilchenbeschleunigern. Vor diesem Hintergrund gibt der Teilchenphysiker Prof. Fredrick Olness von der Southern Methodist University in Dallas (USA) am 7. April (Donnerstag) beim Allgemeinen Physikalischen Kolloquium an der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster Einblicke in das „nCTEQ-Projekt“. Dieses Forschungsvorhaben nutzt moderne Methoden der Quantenchromodynamik, die beschreibt, wie die Bausteine von Atomkernen miteinander in Wechselwirkungen treten. Für die Berechnungen sind leistungsstarke Computersysteme nötig, um die Datensätze mithilfe künstlicher Intelligenz umfassend zu analysieren. Der Vortrag mit dem Titel „Das nCTEQ-Projekt: Entschlüsselung des fundamentalen Charakters der starken Wechselwirkung“ findet ab 16.15 Uhr im Hörsaal (HS) 2 im Gebäude IG 1, Wilhelm-Klemm-Straße 10 statt. Die Vortragssprache ist Englisch, Interessierte sind willkommen.
© WWU - Daniel Bonaventura

Land fördert neues Forschungsnetzwerk NRW-FAIR

1. Apil 2022 | Münster (upm)

Die nordrhein-westfälische Landesregierung unterstützt den Forschungsverbund NRW-FAIR mit rund 16,5 Millionen Euro für vier Jahre. Das Netzwerk von Teilchenphysikerinnen und -physikern gestaltet die Arbeit am „Facility for Antiproton and Ion Research“ (FAIR) in Darmstadt maßgeblich mit und bereitet zwei Großexperimente an dieser neuen Teilchenbeschleunigeranlage vor, die 2026 an den Start gehen soll. Die Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster ist einer von fünf geförderten Standorten des Netzwerks.
Ein molekularer Motor (ein NHC-Molekül) dreht sich, angetrieben von der Spitze eines Rastertunnelmikroskops (grau, oberer Bildrand), auf einer Metalloberfläche (schematische Darstellung).
© WWU - AG Doltsinis

Christian Schwermann erhält Infineon-Promotionspreis

28. März 2022 | Münster (upm)

Der Physiker Dr. Christian Schwermann hat für seine herausragende Doktorarbeit an der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster den mit 2.500 Euro dotierten Infineon-Promotionspreis 2022 erhalten. In Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Harald Fuchs vom Physikalischen Institut und Prof. Dr. Frank Glorius vom Organisch-Chemischen Institut entwickelte der Physiker aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Nikos Doltsinis am Institut für Festkörpertheorie molekulare Nanomotoren auf der Grundlage skalenübergreifender Computersimulationen. Der Infineon-Promotionspreis wird jährlich vom Fachbereich Physik der WWU und von der Infineon AG vergeben.
Ein kegelförmiges Nanoteilchen (goldfarben) in Wasser. Das Teilchen wird einer Ultraschallwelle ausgesetzt (in Grün angedeutet, die grünen Pfeile zeigen die Richtung der Wellenausbreitung an). Dadurch, dass Ultraschall auf das Teilchen einwirkt, entsteht in seiner Umgebung ein Strömungsfeld (die schwarzen Pfeile im Hintergrund zeigen die Richtung und Stärke der Strömung an verschiedenen Orten an). Das Strömungsfeld bewirkt den Antrieb des Teilchens in Richtung des roten Pfeils.
© WWU - AG Wittkowski

Akustischer Antrieb für Nanomaschinen hängt von deren Orientierung ab

11. März 2022 | Münster (upm)

Mikroskopisch kleine Nanomaschinen, die sich wie U-Boote mit eigenem Antrieb bewegen – beispielsweise im menschlichen Körper, wo sie Wirkstoffe transportieren und gezielt freisetzen: Was nach Science-Fiction klingt, ist in den vergangenen 20 Jahren zu einem immer schneller wachsenden Forschungsgebiet geworden. Die meisten bisher entwickelten Teilchen funktionieren jedoch nur im Labor. Der Antrieb zum Beispiel ist eine Hürde: Manche Teilchen müssen durch Licht mit Energie versorgt werden, andere nutzen chemische Antriebe, die giftige Substanzen freisetzen. Beides kommt für eine Anwendung im Körper nicht infrage. Eine Lösung für das Problem könnten akustisch angetriebene Teilchen sein. Johannes Voß und Prof. Dr. Raphael Wittkowski vom Institut für Theoretische Physik und Center for Soft Nanoscience der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben nun zentrale Fragen, die bislang einer Anwendung eines akustischen Antriebs im Wege standen, geklärt. Die Ergebnisse der theoretischen Arbeit sind in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht.
Empfänger einer Einheit für Quantenschlüsselerzeugung mit 64 parallel adressierbaren supraleitenden Einzelphotonen-Detektoren, entwickelt im Rahmen des BMBF-Projekts "QuPAD".
© WWU - AG Schuck

Startschuss für neues Netzwerk "EIN Quantum NRW"

07. März 2022 | Münster (upm)

Um Forschungseinrichtungen in Nordrhein-Westfalen auf dem Gebiet der Quantentechnologien zu vernetzen und Expertise zu bündeln, haben sich mehr als ein Dutzend Standorte zum Quantencomputing-Netzwerk „EIN Quantum NRW“ zusammengeschlossen. Die Abkürzung „EIN“ steht für Education, Innovation und Networking. Zu den Gründungspartnern gehört die Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster. Ziele sind unter anderem, die Sichtbarkeit des Quantenstandorts NRW zu verbessern und Grundlagenforschung mit Großunternehmen und Start-ups zusammenzubringen, um den Technologietransfer zu unterstützen. Auch die Ausbildung soll um interdisziplinäre Konzepte erweitert und auf Landesebene vernetzt werden, um dem zunehmenden Fachkräftemangel in der Quantentechnologie zu begegnen. „Ich bin fest davon überzeugt, dass das Netzwerk eine einmalige Chance darstellt, um diese Technologie zu stärken. Der WWU ist es dabei ein besonderes Anliegen, die Lehre auf diesem Feld zu stärken und Studierende und Doktoranden für diesen Bereich zu gewinnen“, unterstreicht WWU-Rektor Prof. Dr. Johannes Wessels.
© Leonard Köllenberger für die KATRIN Kollaboration

Ein neuer Weltrekord für die KATRIN-Präszisioswaage

14. Februar 20221 (Münster/upm)

Das internationale KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat eine wichtige Barriere in der Neutrinophysik mit Relevanz für die Teilchenphysik und Kosmologie durchbrochen. Aus den aktuell in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlichten Daten lässt sich eine Obergrenze von 0,8 Elektronenvolt (eV) für die Masse des Neutrinos ableiten. Diese Ergebnisse ermöglichten es dem KATRIN-Forscherteam, die Masse dieser „Leichtgewichte des Universums“ mit bisher unerreichter Präzision einzugrenzen.
Das Licht eines Lasers (grün) wird durch ein künstliches Atom mit einer Schallwelle gemischt. So wird die Farbe der abgestrahlten Lichtquanten (rot und blau) mit höchster Präzision verändert. Experimente wie dieses werden mit dem neuen Großgerät bei extrem tiefen Temperaturen durchgeführt.
© Matthias Weiß, AG Krenner

Physiker der Universität Münster bei Großgeräteinitiative erfolgreich

28. Januar 2022 | Münster (upm/ch)

Ein Team vom Physikalischen Institut der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster war bei der Großgeräteinitiative „Quantenkommunikation“ (QCDE) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erfolgreich: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhalten ein „Millikelvin-Mikrowellen-Photonik-Messsystem“, mit dem Bauelemente für die Quantenkommunikation untersucht werden sollen. Die DFG stellt hierfür rund 2,7 Millionen Euro zur Verfügung. Die Quantenkommunikation gilt als eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft, bei der Informationen durch einzelne Lichtquanten, sogenannte Photonen, übertragen werden. Diese Art der Datenübertragung ist nicht nur schnell, sondern vor allem besonders abhörsicher.