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HZB Newsroom

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Suchergebnisse - Stichwort: Quantenmaterialien

Die Elektronenmikroskopie zeigt die Graphenprobe (grau), in der der Heliumstrahl ein Lochmuster erzeugt hat, so dass die Dichte periodisch variiert. Dadurch kommt es zur Überlagerung von Schwingungsmoden und es öffnet sich eine mechanische Bandlücke. Die Frequenz dieses phononischen Systems lässt sich durch mechanische Spannung zwischen 50 MHz und 217 MHz einstellen.
SCIENCE HIGHLIGHT
Neue Talente von Graphen: Durchstimmbare Gitterschwingungen Ein Team der Freien Universität Berlin und des Helmholtz-Zentrums Berlin hat Graphen mit einem Helium-Ionen-Mikroskop mit einem Lochmuster versehen und dadurch einen phononischen Kristall mit durchstimmbarer Resonanzfrequenz erzeugt.
SCIENCE HIGHLIGHT
Weltweit erste Videoaufnahme eines Raum-Zeit-Kristalls gelungen Mithilfe des Rasterröntgenmikroskops MAXYMUS an Bessy II am Helmholtz Zentrum Berlin konnten sie die periodische Magnetisierungsstruktur in einem Kristall sogar filmen.
Die elektronische Struktur komplexer Moleküle kann aus RIXS-Daten an BESSY II errechnet werden.
SCIENCE HIGHLIGHT
Blackbox-Verfahren für superschnelle Ergebnisse Die Auswertung von RIXS-Daten erfordert bisher sehr lange Rechenzeiten. Ein Team an BESSY II hat nun ein neues Simulationsverfahren entwickelt, das diese Auswertung stark beschleunigt.
Die Verteilung der Phononen ist zunächst komplex (obere Kurven) und vereinfacht sich mit der Zeit zu einer Gausschen Glockenkurve (untere Kurve).
SCIENCE HIGHLIGHT
Wie sich komplexe Schwingungen in einem Quantensystem mit der Zeit vereinfachen Das Experiment fand an der Technischen Universität Wien statt, während die theoretischen Überlegungen von einer gemeinsamen Forschergruppe der Freien Universität Berlin und des HZB durchgeführt wurden.
Ultrakalte Atome in einem optischen Gitter zählen zu den betrachteten Quantensystemen.
SCIENCE HIGHLIGHT
Theoretische Physik: Modellierung zeigt, welche Quantensysteme sich für... Ein Team hat einen Weg aufgezeigt, um die quantenphysikalischen Eigenschaften komplexer Festkörpersysteme zu simulieren. Und zwar mithilfe von komplexen Festkörpersystemen, die experimentell untersucht werden können.
Die Teilnehmer nach der Unterzeichnung des Kooperationsvertrags zwischen IKZ und HZB in Corona-konformen Abstand: (von links nach rechts) Dr. Andreas Popp (IKZ), Dr. Manuela Urban (FVB), Dr. Peter Gaal (IKZ), Prof. Dr. Catherine Dubourdieu (HZB), Prof. Dr. Thomas Schröder (IKZ), Prof. Dr. Bernd Rech (HZB), Thomas Frederking (HZB).
NACHRICHT
HZB & IKZ bündeln ihre Kompetenzen bei kristallinen Energie- und... Am 11. September 2020 unterzeichneten das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und das Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) ein Kooperationsabkommen, um die gemeinsame Forschung an Energie- und Quantenmaterialien voran zu bringen.
Struktur vom TUB75: die gesamte MOF-Architektur (oben) und ihre leitfähige anorganische Baueinheit (unten)
SCIENCE HIGHLIGHT
Molekulare Architektur: Neue Materialklasse für Energiespeicher von morgen TUB75 heißt ein neu erschaffenes Material aus der Klasse der metallorganischen Frameworks, MOF. Es könnte neue Perspektiven für die Energiespeicherung eröffnen.
Intelligente mathematische Werkzeuge für die Simulation von Spin-Systemen reduzieren die benötigte Rechenzeit auf Supercomputern. Einige der schnellsten Supercomputer der Welt (hier JUWELS) stehen aktuell im Forschungszentrum Jülich.
SCIENCE HIGHLIGHT
Mathematisches Werkzeug hilft, Quantenmaterialien rascher zu berechnen Viele Quantenmaterialien lassen sich bislang kaum rechnerisch simulieren, weil die benötigte Rechenzeit zu groß wäre. Eine gemeinsame Forschergruppe hat nun einen Weg gefunden.
So lief das Experiment ab: Zwei Laserpulse treffen in kurzem zeitlichen Abstand auf den Dünnfilm aus Eisen-Platin-Nanokörnchen auf: Der erste Laserpuls zerstört die Spinordnung, während der zweite Laserpuls die nun unmagnetisierte Probe anregt. Ein Röntgenpuls ermittelt im Anschluss, wie sich das Gitter ausdehnt oder kontrahiert.
SCIENCE HIGHLIGHT
Robuste Hochleistungs-Datenspeicher durch magnetische Anisotropie Ein internationales Team um Prof. Dr. Matias Bargheer hat nun erstmals experimentell beobachtet, wie in diesen Eisen-Platin-Dünnschichten eine besondere Spin-Gitter-Wechselwirkung die Wärmeausdehnung des Kristallgitters aufhebt.
In der Quantenphysik werden Atome, Moleküle oder Lichtquanten genutzt, um Informationen zu speichern.
SCIENCE HIGHLIGHT
Vergleichsanalyse für Quantentechnologien Macht ein Gerät das, was es soll? Wenn neuartige Technologien entwickelt werden, ist diese Frage besonders relevant. Eine Vergleichsanalyse stellt die vielfältigen Werkzeuge vor, denen man heute Quantengeräte zertifizieren kann.
Zwei der vier magnetischen Wechselwirkungen bilden ein neues dreidimensionales Netz aus Dreiecken mit gemeinsamen Ecken, das als Hyper-Hyperkagome-Gitter bekannt ist und zu dem Quanten-Spin-Flüssigkeitsverhalten in PbCuTe2O6 führt.
SCIENCE HIGHLIGHT
Zukünftige Informationstechnologien: Dreidimensionale Quanten-Spin-Flüssigkeit... Quanten-Spin-Flüssigkeiten waren bisher nur in ein- oder zweidimensionalen magnetischen Systemen zu finden. Nun hat ein Team eine 3D Quanten-Spin-Flüssigkeit identifiziert.
Prof. Dr. Johannes Reuther forscht an der Freien Universität Berlin und dem HZB.
NACHRICHT
Freie Universität Berlin ernennt Johannes Reuther zum W2-Professor Die Freie Universität Berlin hat am 6. April 2020 Johannes Reuther auf die gemeinsame W2-Professur „Theory of Novel Quantum Materials“ ernannt.
In HoAgGe besetzten Holmium-Spins die Ecken von Dreiecken, die zu einem Kagome-Muster geordnet sind. Die Ausrichtung benachbarter Spins (links, rote Pfeile) muss dabei der Eisregel gehorchen: Entweder ragen zwei Spins in ein Dreieck hinein und eins hinaus oder umgekehrt. Als Resultat verhalten sich die einzelnen Dreiecke, als wären sie magnetische Monopole (rechts).
SCIENCE HIGHLIGHT
Neutronenforschung: Magnetische Monopole in Kagome-Spin-Eis-Systemen... Nun hat eine internationale Kooperation nachgewiesen, dass solche Monopole auch in einem Kagome-Spin-Eis-System auftreten. Ausschlaggebend waren unter anderem auch Messungen mit inelastischer Neutronenstreuung am Instrument NEAT am BER II.
Im Grundzustand sind die magnetischen Momente entweder auf- oder abwärts gerichtet, die zum äußeren Magnetfeld antiparallelen Spins (rot) sind nie zusammen (rechts). Durch Anregung können sich weitere Spins antiparallel ausrichten und Bethe-Ketten entstehen (weiße Spins, links).
SCIENCE HIGHLIGHT
Festkörperphysik: Vorhersage der Quantenphysik experimentell nachgewiesen Vor 90 Jahren postulierte der Physiker Hans Bethe, dass in bestimmten magnetischen Festkörpern ungewöhnliche Muster auftreten. Nun ist es einem internationalen Team gelungen, solche Bethe-Strings erstmals experimentell nachzuweisen.
Felix Büttner hat am Brookhaven National Laboratory eine Holographie-Kammer aufgebaut.
NACHRICHT
Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB Ab 01. März 2020 baut Dr. Felix Büttner am HZB eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu „Topologischen Solitonen“ auf. Topologische Solitonen können in magnetischen Quantenmaterialien auftreten und extrem energieeffiziente Schaltprozesse ermöglichen.
Bei 25,8 Tesla findet in dem Urankristall ein Phasenübergang statt und ein komplexes magnetisches Muster etabliert sich.
SCIENCE HIGHLIGHT
Nicht alle Kristalle lassen sich zum Ferromagnetismus zwingen Ein Team hat nun Kristalle aus einer Uranverbindung unter extrem hohen Magnetfeldern mit Neutronen untersucht und ein deutlich komplexeres Verhalten beobachtet.
SCIENCE HIGHLIGHT
Topologische Materialien für die Informationstechnologie: Verlustfrei Signale... Neue Experimente an BESSY II mit magnetisch dotierten Topologischen Isolatoren zeigen vielversprechende Möglichkeiten für eine verlustfreie Signalübertragung auf. Ein überraschendes Phänomen der Selbstorganisation hilft dabei.
Das Russisch-Deutsche Labor betreibt eine Beamline an BESSY II.
NACHRICHT
Neues Instrument an BESSY II startet in den Nutzerbetrieb Am 28. 10. 2019 wurde ein neues Instrument an die Nutzerschaft von BESSY II übergeben. Das Instrument wurde durch das Russisch-Deutsche Labor an BESSY II entwickelt.
INTERVIEW
Gemeinsame Forschergruppe für Quantenrechnen und -simulation Jens Eisert ist international renommierter Experte für Quanten-Vielteilchentheorie, Quanten-Informationstheorie und Quantenoptik. Er leitet die neue Forschergruppe und spricht im Interview über die fruchtbare Kooperation.
Die Nano-Antennen werden im Elektronenmikroskop mit direktem Elektronenstrahlschreiben erzeugt.
SCIENCE HIGHLIGHT
Mit Mathe Zeit sparen: Design-Werkzeug für korkenzieherförmige Nano-Antennen Mit dem mathematischen Werkzeug lässt sich die jeweils geeignete Geometrie berechnen, die eine Nano-Antenne für konkrete Anwendungen in der Sensorik oder in der Informationstechnologie besitzen muss.
Blick in die Experimentierhalle von BESSY II am HZB.
NACHRICHT
Physiker entwickeln „Zeitmaschine“ für die Materialforschung Forscherteam wird eine schnelle Elektronik für die Datenerfassung an BESSY II entwickeln. Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Blick auf die neue Undulator Beamline des Russisch-Deutschen Labors bei BESSY II
NACHRICHT
Deutsch-Russische Kooperation am HZB weiter gestärkt Kooperation an BESSY II weiter ausgebaut: Forschung an topologischen Isolatoren erhält neuen Schub durch zusätzliche Gelder aus der Helmholtz-Förderung
Nach Anregung durch Synchrotronstrahlung (grün) emittiert Nickel Röntgenlicht (gelb). Die Anzahl der emittierten Photonen nimmt jedoch ab, wenn sich die Temperatur von Raumtemperatur (links) auf 900 °C erhöht (rechts).
SCIENCE HIGHLIGHT
Ultraschneller Magnetismus: Elektron-Phonon-Wechselwirkungen an BESSY II... Wie schnell kann ein Magnet seine Ausrichtung ändern und was sind die mikroskopischen Mechanismen? Diese Fragen sind für die Entwicklung von Datenspeichern und Computerchips von größter Bedeutung. Jetzt ist es einem HZB-Team am BESSY II erstmals gelungen, den ...
Die Illustration deutet im Hintergrund das Laserexperiment an und die Struktur des TGCN.
SCIENCE HIGHLIGHT
Organische Elektronik: Neuer Halbleiter aus der Familie der Kohlenstoffnitride Das Triazin-basierte graphitische Kohlenstoffnitrid (TGCN) ist ein Halbleiter, der sich gut für Anwendungen in der Optoelektronik eignen sollte.
Experimente an der Femtoslicing-Anlage von BESSY II zeigten den ultraschnellen Drehimpulsfluss von Gd- und Fe-Spins zum Gitter während der Entmagnetisierung der GdFe-Legierung.
SCIENCE HIGHLIGHT
Laserinduzierte Spindynamik in Ferrimagneten: Wohin geht der Drehimpuls? Durch intensive Laserpulse kann die Magnetisierung eines Materials sehr schnell manipuliert werden. Magnetisierung wiederum ist fundamental mit dem Drehimpuls der Elektronen im Material verbunden. Ein Forscherteam des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik ...
Die Messungen zeigen beim doppellagigem Graphen, dass die Bandstruktur einen flachen Bereich etwas unterhalb der Fermi-Energie aufweist.
SCIENCE HIGHLIGHT
Graphen auf dem Weg zur Supraleitung Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit hoher Präzision ausgemessen und an einer ...
Die Bilder zeigen den Verlauf der magnetischen Feldlinien im Inneren eines supraleitenden Blei-Quaders in zwei verschiedenen Schnittebenen (gestrichelter Umriss der Bleiprobe). Der Skalenstrich entspricht 5 mm.
SCIENCE HIGHLIGHT
Neutronen tasten Magnetfelder im Innern von Proben ab Mit Hilfe einer neu entwickelten Neutronen-Tomographie-Methode hat ein HZB-Team erstmals den Verlauf von magnetischen Feldlinien im Innern von Materialien abbilden können. Die "Tensorielle Neutronen-Tomographie" verspricht neue Einblicke in Supraleiter, ...
Schematische Darstellung der "Streifen-Ordnung”: Die blauen Streifen sind die geladenen, supraleitenden Bereiche. Abbildung mit Änderungen übernommen von Physical Review Letters.
SCIENCE HIGHLIGHT
Nutzerforschung am BER II: Neue Erkenntnisse zur Hochtemperatur-Supraleitung Auch nach 30 Jahren Forschung bleiben viele Eigenschaften von Hochtemperatur-Supraleitern rätselhaft. So bildet sich in einigen Kuprat-Supraleitern eine magnetische "Streifen-Ordnung” aus. Ein dänisches Forscherteam hat diese Streifen mit Hilfe von ...
In diesem optischen Zonenschmelzofen enstehen große Einkristalle.
NACHRICHT
Neu am Campus Wannsee: CoreLab Quantenmaterialien Das Helmholtz-Zentrum Berlin erweitert sein Angebot an CoreLabs für die Forschung an Energiematerialien. Zusätzlich zu den fünf bereits etablierten CoreLabs wurde nun ein CoreLab für Quantenmaterialien eingerichtet. Ein Forscherteam vom HZB-Institut für ...
Unter dem Eisen-Nickel-Film befindet sich ein supraleitender Punkt (gestricheltes Quadrat). X-PEEM-Messungen zeigen die magnetischen Domänen innerhalb der Eisen-Nickel-Legierung vor (links) und nach dem Einschreiben (rechts). In dieser Probe ist ein Monopol entstanden (Pfeile, rechts).
SCIENCE HIGHLIGHT
Zukünftige Informationstechnologien: Neues Materialsystem ermöglicht lokale... Ein internationales Team hat an BESSY II einen neuen Weg gefunden, um exotische magnetische Muster wie Monopole oder Wirbel in einer dünnen magnetischen Schicht zu erzeugen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für schnelle und energieeffiziente Datenspeicher. ...
Mit Hilfe der EELS-Elektronenspektroskopie lassen sich im Rasterelektronenmikroskop die einzelnen Atome in der Heterostruktur kartieren: Die supraleitenden YBaCuO-Regionen sind an Yttrium (Blau) und Kupfer (pink) erkennbar, während in der ferromagnetischen Schicht Mangan (grün) und Lanthan (rot) eingebaut ist.
SCIENCE HIGHLIGHT
Koexistenz von Supraleitung und Ladungsdichtewellen beobachtet
Frostige Wissenschaften: Experimente mit flüssigem Stickstoff
NACHRICHT
Eine lange Nacht geballtes Wissen tanken Führungen an der Neutronenquelle, Experimente zur Energie für Groß und Klein, Licht-Show und vieles mehr
Kristallstrukturen von HgBa2CuO4+ and YBa2Cu3O6.
SCIENCE HIGHLIGHT
Neues Puzzleteil zum Verständnis von Hochtemperatursupraleitern Ein internationales Forscherteam hat Ladungsdichtemuster in einem besonders reinen Hoch-Tc-Supraleiter identifiziert und damit gezeigt, dass dieses Phänomen eine allgemeine Eigenschaft in Hoch-Tc-Materialien ist. Zusätzlich konnten sie eine Beziehung zwischen ...
Aus dem Technikum
NACHRICHT
Hochfeldmagnet sucht Neutronenleiter Am Freitag, den 12. Dezember 2014 fand der Umzug des Hochfeldmagneten an seinen endgültigen Aufstellungsort in der Neutronenleiterhalle statt. Eine Spezialfirma für Maschinentransporte bugsierte den über 25 Tonnen schweren Stahlkoloss aus dem HFM-Technikum ...
Hochkarätige Forscher trafen sich zur Fachtagung "New Trends in Topological Insulators 2014” am Gendarmenmarkt.
NACHRICHT
Topologische Isolatoren: Hochkarätiges Forschertreffen in Berlin Vom 7. bis 10. Juli haben sich in Berlin 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler getroffen, um ihre neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der topologischen Isolatoren auszutauschen.
Trotz Wintereinbruch ist der Hochfeldmagnet ohne Komplikationen in Berlin angekommen. In den nächsten Monaten wird der Magnet an die Kälte- und Stromversorgung und den Neutronenleiter angeschlossen. Foto: HZB/Phil Dera
NACHRICHT
Zieleinlauf für den Hochfeldmagneten am Helmholtz-Zentrum Berlin Der Hochfeldmagnet (HFM) für Neutronenstreuung hat am Donnerstag, den 23. Januar um 9 Uhr die Pforte des Helmholtz-Zentrum Berlin in Wannsee passiert, wo das HZB-Projektteam um Dr. Peter Smeibidl ihn freudig entgegennahm. Zwei Tage zuvor, am 21. Januar begann ...
Streifenanordnung von Ladungsträgern in Bi2Sr2CaCu2O8+x [2]. Die Abbildung zeigt die Struktur mit einer Periode von etwa einem Nanometer (vorn) und das zugehörige Beugungsbild (hinten) in Form einer sogenannten Fouriertransformation (Yazdani Lab, Princeton University).
SCIENCE HIGHLIGHT
Starre Ordnung konkurriert mit Supraleitung Heute in Science Express: In Hochtemperatursupraleitern wie den Cupraten können die Ladungsträger sich zu winzigen "Nanostreifen" anordnen, was die Supraleitung unterdrückt, zeigten Gastforscher aus Princeton und Vancouver an BESSY II
Ein Meilenstein ist nach fünfjähriger Entwicklungsarbeit erreicht: So sieht die supraleitende Spule des neuen Hochfeldmagneten aus.
NACHRICHT
Die supraleitende Spule des Hochfeldmagneten für Neutronenstreuung ist... Der Magnet fliegt zur Weiterbearbeitung nach Italien
HZB-Wissenschaftler Dr. Christian Schüßler-Langeheine
NACHRICHT
Tiefer Röntgenblick zeigt: Supraleiter sind komplizierter als gedacht -... Keramische Supraleiter sind komplizierter als gedacht. Das zeigt eine Untersuchung sogenannter Lanthan-Cuprate mit den Röntgenquellen BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und DORIS III bei DESY in Hamburg. Die elektrischen Strukturen, die sich in dem ...
Künsterische Darstellung der Aufspaltung eines Elektrons
NACHRICHT
Physiker beobachten, wie ein Elektron im Festkörper in neuartige Quasiteilchen... Physiker eines internationalen Forschungsteams haben erstmals beobachtet, wie sich ein Elektron in zwei voneinander getrennte Teile aufspaltet, die jeweils eine bestimmte Eigenschaft des Elektrons tragen: Das sogenannte «Spinon» trägt dann den ...
Abbildung der transversalen Ladungsverteilung auf einemLeuchtschirm, der für die Messung in den Strahlengang desElektronenstrahls gefahren ist.
NACHRICHT
Wichtiger Schritt Richtung BERLinPro: Erster Elektronenstrahl aus SRF... Am 21. April 2011 hat das HZB mit einer supraleitenden Elektronenquelle (SRF Gun) die ersten Photoelektronen erzeugt und beschleunigt. Dies ist ein Meilenstein für das Projekt BERLinPro, und es ist zugleich weltweit das erste Mal, dass mit einem ...
NACHRICHT
Neues Material liefert Baustein zur Erklärung der Supraleitung Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) stellen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Materials neue Ergebnisse vor, die einen alten Streit um die richtige Theorie lösen könnten.
NACHRICHT
Über 300 Wissenschaftler bei der SRF 2009 in Berlin Internationale Konferenz zum Thema HF-Supraleitung und Beschleunigerphysik war erfolgreich
NACHRICHT
Orbital 2009 - internationaler Workshop am HZB Am 7. und 8. Oktober 2009 findet am Helmholtz-Zentrum Berlin am Standort Adlershof der Workshop "Orbital 2009" mit 95 Teilnehmern aus aller Welt statt.
NACHRICHT
Supraleiter unter Druck gesetzt und damit Geheimnisse entlockt Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (HZB) gewinnen neue, überraschende Einblicke in das Phänomen der Supraleitung. In Kooperation mit mehreren internationalen Forschergruppen berichten sie dies in der aktuellen Ausgabe ...
Auf dem Bild schwebt der Dipolmagnet über einem gekühlten Supraleiter, ein aus Yttrium- Barium-Kupferoxid (YBCO) bestehender keramischer Stoff.
NACHRICHT
Dreidimensionale Bildgebung- erstmalige Einblicke in Magnetfelder 3D-Bilder werden nicht nur in der Medizin erzeugt, etwa mithilfe der Röntgen- oder Kernspinresonanztomographie. Auch Materialwissenschaftler blicken gern ins Innere eines Körpers. Forschern des Berliner Hahn-Meitner-Instituts (HMI) ist es nun in Kooperation ...
Modell des Hochfeldmagneten im Maßstab 1:5
NACHRICHT
Der weltweit stärkste Magnet für Neutronenexperimente wird in Berlin errichtet Der Kooperationsvertrag zwischen dem Hahn-Meitner-Institut Berlin (HMI) und dem National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL) Tallahassee (Florida State University) zum Bau eines neuen Hochfeldmagneten ist unterzeichnet worden. Er wird der weltweit stärkste ...
Anordnung der Natriumatome im Natriumkobaltoxid, wenn 80% der verfügbaren Natriumplätze besetzt sind. Die Farben Rot und Blau entsprechen den zwei möglichen Positionen der Natriumatome.
NACHRICHT
Nanomuster bringen Strom unter Kontrolle: Natriumkobaltoxid als perfektes... 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 ...
NACHRICHT
Bose-Einstein-Kondensat: Magnetfelder erzeugen ungewöhnlichen Materiezustand In einem Experiment am Hahn-Meitner-Institut in Berlin wurden zum ersten Mal die magnetischen Eigenschaften eines Kristalls für die Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats genutzt. Dieser ungewöhnliche Materiezustand entstand, als der Kristall in ein starkes ...