Wettbewerbsfähig dank hohem Druck
Mit Verfahren, die die Tessiner Firma Casale entwickelt, werden verschiedenen Grundstoffe für die chemische Industrie hergestellt, aus denen man anschliessend Produkte wie Kunstdünger oder Plexiglas herstellen kann. In einer Kooperation mit dem PSI will Casale diese Herstellungsprozesse nun noch effizienter machen. Grundchemieerzeugnisse sind Exportprodukte, die weltweit in hartem Wettbewerb stehen. Kleinste Unterschiede in den Produktionskosten können matchentscheidend sein, wenn es darum geht, für welche Lizenz ein Anlagenbetreiber sich entscheidet.
Cheminées stellen bei Wintersmog die Autos in den Schatten
Holzfeuerungen sind an Wintersmog-Tagen in der Schweiz die Hauptquellen von gesundheitsschädigendem kohlenstoffhaltigem Feinstaub. Das zeigt eine gross angelegte Schweizer Studie zur Feinstaubbelastung, die über 5 Jahre durch Wissenschaftler des Paul Scherrer Instituts PSI, der Universität Bern und der ETH Zürich durchgeführt wurde.
Erstaunliches Verhalten in Hochtemperatursupraleitern beobachtet
Neuer Effekt möglicherweise wichtig für grundsätzliches VerständnisEin international besetztes Forschungsteam hat in Experimenten am PSI ein neues unerwartetes Verhalten in kupferbasierten Hochtemperatursupraleitern beobachtet. Die Erklärung des neuen Phänomens à einer unerwarteten Form gemeinsamer Bewegung der elektrischen Ladungen à stellt für die Forschenden eine grosse Herausforderung dar. Sollte sie gelingen, könnte das einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Hochtemperatursupraleitung an sich darstellen.
Molecular Scale Dynamics of Large Ring Polymers
We present neutron scattering data on the structure and dynamics of melts from polyethylene oxide rings with molecular weights up to ten times the entanglement mass of the linear counterpart. The data reveal a very compact conformation displaying a structure approaching a mass fractal, as hypothesized by recent simulation work. The dynamics is characterized by a fast Rouse relaxation of subunits (loops) and a slower dynamics displaying a lattice animal-like loop displacement.
Eine Grossforschungsanlage verschwindet im Wald
Nur kurz durfte das Gebäude der neuen PSI-Grossforschungsanlage SwissFEL im Würenlinger Unterwald das Sonnenlicht geniessen. Zurzeit verschwindet es unter einem Erdwall. Die Überdeckung ist Teil einer Reihe von Massnahmen, die die Anlage bestmöglich in die Umgebung integrieren werden.
Multiferroic Properties of o−LuMnO3 Controlled by b-Axis Strain
Strain is a leading candidate for controlling magnetoelectric coupling in multiferroics. Here, we use x-ray diffraction to study the coupling between magnetic order and structural distortion in epitaxial films of the orthorhombic (o-) perovskite LuMnO3. An antiferromagnetic spin canting in the E-type magnetic structure is shown to be related to the ferroelectrically induced structural distortion and to a change in the magnetic propagation vector.
Nützlich für Spintronik: kostspieliger Spurwechsel auf der Elektronenautobahn
Der Bedarf an immer schnelleren und effizienteren Bauteilen für die Elektronik wächst rasant. Dafür braucht es neue Materialien mit neuen Eigenschaften. Hierbei spielen Oxide, insbesondere auf Basis von Strontiumtitanat (SrTiO3) eine wichtige Rolle. Nun wurde im Rahmen einer internationalen Forschungskooperation unter Leitung des PSI nachgewiesen, dass diese Materialien ein Verhalten zeigen, das für die Spintronik nützlich sein könnte.
Structural and magnetic dynamics in the magnetic shape-memory alloy Ni2MnGa
Magnetic shape-memory Heusler alloys are multiferroics stabilized by the correlations between electronic, magnetic, and structural order. To study these correlations we use time-resolved x-ray diffraction and magneto-optical Kerr effect experiments to measure the laser induced dynamics in a Heusler alloy Ni2MnGa film and reveal a set of time scales intrinsic to the system.
Neue Erneuerbare auf Integrationskurs
Die Energiestrategie 2050 des Bundes sieht einen starken Ausbau der neuen erneuerbaren Energien wie Solar- und Windenergie vor. Die Integration dieser dezentral und mit zeitlichen Schwankungen produzierten Energie stellt die Stromnetze vor eine grosse Herausforderung. Eine mögliche Lösung besteht darin, Stromüberschüsse, die die Netze überlasten würden, zur Herstellung energiereicher Gase wie Wasserstoff oder Methan zu nutzen. Das als Power-to-Gas bezeichnete Konzept steht im Mittelpunkt der neuen Energy System Integration-Plattform (ESI) am PSI.
Feier zur Grundsteinlegung unterstreicht die wissenschaftliche Bedeutung der ESS
Heute haben sich mehrere Hundert Wissenschaftsvertreter aus verschiedenen europäischen Ländern auf der Baustelle der europäischen Spallations-Neutronenquelle (European Spallation Source ESS) in Lund, Schweden, zur Grundsteinlegungsfeier für die ESS versammelt. Mit dieser Veranstaltung wurde nicht nur der Grundstein für die neue Anlage gelegt, deren Bau kürzlich begonnen hat, sondern auch für eine neue Phase in der europäischen Wissenschaft.
Das letzte Puzzleteilchen
Julia H. Smith arbeitet als Postdoktorandin an Detektoren für den Röntgenlaser SwissFEL – gewissermassen den Augen der neuen PSI-Grossanlage. Sie hat gute Chancen, während der Zeit am PSI ihren Detektor bis zur Anwendung zu begleiten. Noch wichtiger, als die ersten Experimente mitzuerleben, ist für mich jedoch, mir während meines Postdoktorats möglichst viel Wissen anzueignen. Denn Smith will auch nach dem Postdoktorat im Bereich Detektoren und Technologieentwicklung bleiben, in der Industrie oder einem anderen Forschungsinstitut.
Direct Spectroscopic Observation of a Shallow Hydrogenlike Donor State in Insulating SrTiO3
We present a direct spectroscopic observation of a shallow hydrogenlike muonium state in SrTiO3 which confirms the theoretical prediction that interstitial hydrogen may act as a shallow donor in this material. The formation of this muonium state is temperature dependent and appears below ∼70 K. From the temperature dependence we estimate an activation energy of ∼50 meV in the bulk and ∼23 meV near the free surface. The field and directional dependence of the muonium precession frequencies further supports the shallow impurity state with a rare example of a fully anisotropic hyperfine tensor.
The μ → eγ decay in a systematic effective field
We implement a systematic effective field theory approach to the benchmark process μ → eγ, performing automated one-loop computations including dimension 6 operators and studying their anomalous dimensions. We obtain limits on Wilson coefficients of a relevant subset of lepton-flavour violating operators that contribute to the branching ratio μ → eγ at one-loop.
50 Jahre heisser Betrieb
50 Jahre Spitzenforschung im Schweizer Hotlabor: Am 26. September 2014 wurde dieses beeindruckende Jubiläum in Hotwil mit aktuellen und ehemaligen Mitarbeitenden feierlich begangen.
Kolosse, die winzige Teilchen steuern
Magnete sind die heimlichen Strippenzieher eines Teilchenbeschleunigers: Sie sorgen dafür, dass Protonen oder Elektronen auf Kurs bleiben. Mit den kleinen Magneten an der heimischen Kühlschranktür haben sie allerdings kaum etwas gemein. Nicht nur sind etliche der Magnete am PSI schwerer als der Kühlschrank selbst à sie sind trotz ihrer Wuchtigkeit Meisterwerke der Präzision.
Ein zuverlässiger Typ aus den 80ern
Ein Linearbeschleuniger im Retro-Look ist der Ursprung des Protonenstrahls am PSI. Benannt nach den Erfindern des Prinzips heisst der charismatische Typ Cockcroft-Walton. Er liefert seit 1984 die erste Beschleunigungsstufe für Protonen, die in der Folge von zwei weiteren Ringbeschleunigern auf schliesslich rund 80 Prozent der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. So entsteht hier seit Jahrzehnten ein beachtenswerter Protonenstrahl, der dank kontinuierlicher Nachrüstungen seit 1994 sogar den Weltrekord als leistungsstärkster Strahl hält.
Airpokalypse erklärt
Wie Chinas rekordhohe Feinstaubbelastung vom Winter 2013 zustande kam.Anfang 2013 deckte eine graubraune Dunstglocke über mehrere Monate weite Teile Chinas zu. Die Feinstaubbelastung übertraf um 1 bis 2 Grössenordnungen die üblicherweise in Westeuropa oder USA gemessenen Werte. Nun deckt ein international zusammengesetztes Forscherteam unter der Leitung des Paul Scherrer Instituts PSI und der chinesischen Akademie für Wissenschaften CAS in Xi’an die Quellen hinter der Airpokalypse auf. Die in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigt auch, mit welchen Massnahmen einer solchen Umweltkrise in Zukunft vorgebeugt werden kann.
Energiewende in Reinkultur – in Wädenswil zu bestaunen
Der am Paul Scherrer Institut PSI entwickelte Prozess der hydrothermalen Methanierung von wässriger Biomasse erreicht einen wichtigen Meilenstein: Dank der Zusammenarbeit im neuen Kompetenzzentrum des Bundes für Bioenergie BIOSWEET konnten Forschende des PSI, der ZHAW, der ETH Lausanne, der Empa und der Hochschule für Technik Rapperswil die technische Machbarkeit der Methanherstellung aus Mikroalgen demonstrieren. Der dazu verwendete Algenbioreaktor sowie die Anlage zur Methanierung der Algen können am 24. September auf dem Campus Grüental der ZHAW in Wädenswil besichtigt werden. Für Medienschaffende gibt es von 14:00 bis 14:30 eine spezielle Führung.
Electric-Field-Induced Skyrmion Distortion and Giant Lattice Rotation in the Magnetoelectric Insulator Cu2OSeO3
Discovering fundamentally new ways to manipulate magnetic spins is crucial for research into advanced technologies. Magnetic Skyrmions, which are topologically stable whirls of magnetic spins, are promising candidates for new device components since those found in metallic host materials can be manipulated using electric currents.
Mit Licht neues Material erzeugt
Forschende des Paul Scherrer Instituts haben mithilfe kurzer Lichtblitze aus einem Laser die Eigenschaften eines Materials kurzzeitig so deutlich verändert, dass gewissermassen ein neues Material entstanden ist und die Veränderungen am Röntgenlaser LCLS in Kalifornien untersucht. Nach der Inbetriebnahme des PSI-Röntgenlasers SwissFEL werden solche Experimente auch am PSI möglich sein.
Controlling the near-surface superfluid density in under doped YBa2Cu3O6+x by photo-illumination
The interaction with light weakens the superconducting ground state in classical superconductors. The situation in cuprate superconductors is more complicated: illumination increases the charge carrier density, a photo-induced effect that persists below room temperature. Furthermore, systematic investigations in underdoped YBa2Cu3O6+x (YBCO) have shown an enhanced critical temperature Tc. Until now, studies of photo-persistent conductivity (PPC) have been limited to investigations of structural and transport properties, as well as the onset of superconductivity.
Plasma interactions determine the composition in pulsed laser deposited thin films
Plasma chemistry and scattering strongly affect the congruent, elemental transfer during pulsed laser deposition of target metal species in an oxygen atmosphere. Studying the plasma properties of La0.6Sr0.4MnO3, we demonstrate for as grown La0.6Sr0.4MnO3-δ films that a congruent transfer of metallic species is achieved in two pressure windows: ∼10−3 mbar and ∼2 × 10−1 mbar.
Low-temperature solid-oxide fuel cells based on proton-conducting electrolytes
The need for reducing the operating temperature of solid-oxide fuel cells (SOFCs) imposed by cost reduction has pushed significant progress in fundamental understanding of the individual components, as well as materials innovation and device engineering. Proton-conducting oxides have emerged as potential alternative electrolyte materials to oxygen-ion conducting oxides for operation at low and intermediate temperatures.
Mixed Dimensionality of Confined Conducting Electrons in the Surface Region of SrTiO3
Using angle-resolved photoemission spectroscopy, we show that the recently discovered surface state on SrTiO3 consists of nondegenerate t2g states with different dimensional characters.
Schon frühe Säugetiere waren beim Essen wählerisch
Aktuellste Untersuchungen an Fossilien winziger Säugetiere aus dem südlichen Wales liefern neue Erkenntnisse über den Speisezettel unserer frühesten Vorfahren. Dabei stellte sich heraus, dass à anders als bislang vermutet - schon bei den frühesten Säugetieren verschiedene Arten auf verschiedene Nahrung spezialisiert waren. Darüber berichten Forschende Forscher der Universitäten Bristol und Leicester in der neuesten Ausgabe des Fachjournals Nature. Ihre Erkenntnisse beruhen auf Untersuchungen, die mithilfe von Röntgentomografie an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Paul Scherrer Instituts durchgeführt wurden. Die Ergebnisse helfen zu verstehen, wie Eigenschaften entstanden sind, die heutige Säugetiere auszeichnen.
A revealing mixture: The surface of an oxide insulator can host two distinct types of conducting electrons
Strontium titanate, SrTiO3, is an important material for the realization of next-generation electronic devices. A famous example is the interface of LaAlO3 grown on SrTiO3, which is metallic and magnetic at its interface, even though the individual compounds are insulating and nonmagnetic in bulk form. The physics behind how novel interface states form on SrTiO3 - and how they become endowed with such surprising properties - is not well understood.
Spin-lattice coupling induced weak dynamical magnetism in EuTiO3 at high temperatures
EuTiO3, which is a G-type antiferromagnet below TN = 5.5 K, has some fascinating properties at high temperatures, suggesting that macroscopically hidden dynamically fluctuating weak magnetism exists at high temperatures. This conjecture is substantiated by magnetic field dependent magnetization measurements, which exhibit pronounced anomalies below 200 K becoming more distinctive with increasing magnetic field strength. Additional results from muon spin rotation experiments provide evidence for weak fluctuating bulk magnetism induced by spin-lattice coupling which is strongly supported in increasing magnetic field.
Low-Temperature Micro-Solid Oxide Fuel Cells with Partially Amorphous La0.6Sr0.4CoO3-δ Cathodes
Partially amorphous La0.6Sr0.4CoO3-δ (LSC) thin-film cathodes are fabricated using pulsed laser deposition and are integrated in free-standing micro-solid oxide fuel cells (micro-SOFC) with a 3YSZ electrolyte and a Pt anode. A low degree of crystallinity of the LSC layers is achieved by taking advantage of the miniaturization of the cells, which permits low-temperature operation (300–450 °C).
Was Angriffe auf Ölpipelines mit Seuchen gemein haben
Wie anfällig ist die globale Energieinfrastruktur für Angriffe durch nichtstaatliche Akteure? Hat die Anzahl der Anschläge auf diese Infrastruktur in letzter Zeit tatsächlich zugenommen? Welche Weltregionen sind besonders verwundbar? Und welche Taktiken wenden die Angreifer an? Antworten auf diese und weitere verwandte Fragen wollen Wissenschaftler mit Hilfe einer Datenbank finden, die Forschende des Center of Security Studies der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit Kollegen des Paul Scherrer Instituts PSI entwickelt haben.
Fast scanning coherent X-ray imaging using Eiger
The smaller pixel size, high frame rate, and high dynamic range of next-generation photon counting pixel detectors expedites measurements based on coherent diffractive imaging (CDI). The latter comprises methods that exploit the coherence of X-ray synchrotron sources to replace imaging optics by reconstruction algorithms. Researchers from the Paul Scherrer Institut have recently demonstrated fast CDI image acquisition above 25,000 resolution elements per second using an in-house developed Eiger detector. This rate is state of the art for diffractive imaging and even on a par with the fastest scanning X-ray transmission instruments. High image throughput is of crucial importance for both materials and biological sciences for studies with representative population sampling.