Quantenphysik in Festkörpern auf die Spur kommen
Mit Neutronen gelang es einem Forscherteam erstmals, magnetische Monopole in fester Materie nachzuweisen. Das sind von Physikern vorhergesagte exotische Teilchen, die entweder nur einen Nord- oder einen Südpol besitzen. Die am HZB nachgewiesenen Quasiteilchen ähneln Schläuchen, die das magnetische Feld in sich tragen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten zeigen, dass die magnetischen Momente im Inneren des Materials wie „Spaghetti“ angeordnet sind, deren Dichte und Anzahl sich verringern ließ und an deren Enden bei sehr tiefen Temperaturen die magnetischen Monopole sitzen.
Ein anderes Team entdeckte mithilfe von Neutronen verborgene Symmetrien in fester Materie. Sie erklären sich aus den quantenphysikalischen Eigenschaften der in speziellen Festkörpern vorhandenen Elektronen. Deren Spins ordnen sich zu Ketten an, die jeweils nur eine Atomlage dick sind. Die Arbeitsgruppe konnte die Ketten wie Gitarrenseiten zu Resonanzen anregen, wobei benachbarte Seiten im Verhältnis zueinander schwingen, die exakt dem aus der Kunst oder Architektur bekannten Goldenen Schnitt entsprechen.
Die mathematische Symmetrieeigenschaft, die eher aus der Teilchenphysik bekannt ist, konnte am HZB zum ersten Mal in einem festen Material beobachtet werden. Solche Erkenntnisse beweisen, dass in Festkörpern ebenfalls Strukturen existieren, die ihren Ursprung in der Quantenwelt haben.
Forscher weisen magnetische Monopole in Festkörpern nach.
