Abkehr von der Kernenergie, Ausbau von Solar- und Windkraft, Energiegewinnung aus Biomasse, Senkung des Energieverbrauchs. Bis 2050 soll die Schweiz klimaneutral werden. Ein ehrgeiziges Ziel, welches durch die zunehmend herausfordernde geopolitische Lage dringlicher denn je geworden ist. Wie lässt sich in den nächsten Jahren eine nachhaltige und widerstandsfähige Energieversorgung für die Schweiz aufbauen? Wie können erneuerbare Energien optimal genutzt werden? Welche neuen Technologien sind besonders vielversprechend? Am PSI suchen Forschende nach Antworten auf diese entscheidenden Fragen.
In-situ Studies of the Reactivity of Model Catalysts: Surface Chemistry from flat surfaces to nanoparticles
On 7th February Dr. Christian Papp from University Erlangen (Germany) is visiting the SIM beamline and will give a Photon Science Seminar talk with the title: "In-situ Studies of the Reactivity of Model Catalysts: Surface Chemistry from flat surfaces to nanoparticles"
Historisches Kupfer, gefangen im Eis
Wann die Kupferproduktion in Südamerika begann, war bislang unklar. Von den frühen Hochkulturen in Peru, Chile und Bolivien sind kaum Überlieferungen und Artefakte erhalten. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI in Villigen (Schweiz) sind dem Geheimnis nun trotzdem auf die Spur gekommen. Durch die Analyse des Eises am Illimani-Gletscher in den bolivianischen Anden fanden sie heraus: In Südamerika wurde etwa ab dem Jahr 700 v. Chr. Kupfer gewonnen.
Thomas Lippert new Editor-in-Chief of Applied Physics A
Prof. Dr. Thomas Lippert has been appointed as new "Editor in Chief" of the journal Applied Physics A(link is external). He succeeds Michael Stuke who served Applied Physics A more than 20 years as an Editor in Chief.
Im kalten Wasser
Martin Ostermaier wollte aus der Komfortzone der Wissenschaft ausbrechen. Statt mit Pipetten setzt sich der Biochemiker nun mit Investoren und Patentrecht auseinander.
A Miniaturized Biaxial Deformation Rig for in situ Mechanical Testing
Researchers at PSI have developed a new unique miniaturized biaxial deformation rig, which allows to apply in-plane biaxial stress states with arbitrary stress ratios and to perform strain path changes on thin-sheet metals. The device is optimized for in situ usage inside a scanning electron microscope and at synchrotron beam lines.
Höhere Methan-Ausbeute aus Bioabfällen
In den Schweizer Bioabfällen schlummert ein grosses Energiepotenzial. Denn aus ihnen lässt sich wertvolles Methan gewinnen, der Hauptbestandteil von Erdgas. Mit einer am PSI entwickelten Technologie könnte künftig die Methan-Ausbeute aus Bioabfällen deutlich gesteigert werden. Ein zusammen mit Energie 360° durchgeführter Langzeittest am Vergär- und Klärwerk Werdhölzli soll nun die Technologie auf ihrem Weg zur industriellen Anwendung weiter vorantreiben.
Full Elasticity Tensor from Thermal Diffuse Scattering
We present a method for the precise determination of the full elasticity tensor from a single crystal diffraction experiment using monochromatic X-rays. For the two benchmark systems calcite and magnesium oxide, we show that the measurement of thermal diffuse scattering in the proximity of Bragg reflections provides accurate values of the complete set of elastic constants.
Mehrwert für Krebskranke
Am Paul Scherrer Institut PSI erhalten Krebskranke eine Behandlung, die einzigartig ist in der Schweiz: Protonentherapie. Diese modernste Form einer Strahlentherapie gegen Krebs hat gegenüber herkömmlicher Bestrahlung grosse Vorteile in puncto Wirksamkeit und Nebenwirkungen. Am PSI gibt es für diese Spezialbehandlung ein eigenes Zentrum für Protonentherapie. Dessen Pionierarbeit hat nicht nur mehreren Tausend Patienten geholfen, sondern auch die Protonentherapie weltweit grundlegend verändert.
Annual Retreat of the Microscopy & Magnetism Group
The Magnetism and Microscopy group has met for its annual retreat meeting in Lungern 11- 15.1.2017 (in the central mountain region of Switzerland) for extensive discussions on its science program. As for other years, after some general introductory lecture into the techniques used, current and future projects have been presented by the PhD students, postdocs, and scientists as well as from guests who collaborate with the group. Discussion went into the time where dinner has been prepared together, followed by some leisure activities on Saturday.
Suppression of magnetic excitations near the surface of the topological Kondo insulator SmB6
We present a detailed investigation of the temperature and depth dependence of the magnetic properties of the three-dimensional topological Kondo insulator SmB6, in particular, near its surface. We find that local magnetic field fluctuations detected in the bulk are suppressed rapidly with decreasing depths, disappearing almost completely at the surface.
Structure and Interaction in the pH-Dependent Phase Behavior of Nanoparticle−Protein Systems
The pH-dependent structure and interaction of anionic silica nanoparticles (diameter 18 nm) with two globular model proteins, lysozyme and bovine serum albumin (BSA), have been studied. Cationic lysozyme adsorbs strongly on the nanoparticles, and the adsorption follows exponential growth as a function of lysozyme concentration, where the saturation value increases as pH approaches the isoelectric point (IEP) of lysozyme.
Nanotechnologie ermöglicht neue Einblicke in chemische Reaktionen
80 Prozent aller Produkte der chemischen Industrie werden mit Katalyse-Verfahren hergestellt. Auch in der Energieumwandlung und Abgasreinigung ist Katalyse unverzichtbar. Die Industrie probiert immer neue Substanzen und Anordnungen aus, die neue und bessere katalytische Verfahren ermöglichen können. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI in Villigen und der ETH Zürich haben nun eine Methode entwickelt, die Genauigkeit solcher Versuche stark zu verbessern, was die Suche nach optimalen Lösungen beschleunigen dürfte.
New sewage cleaning system and tank farm
PSI Hotlab is collecting and radiologically cleaning the entire radioactive waste water from the PSI East side. In the years 2014-2016 a major refurbishment took place, where the old tank farm was decommissioned, and new stainless-steel tanks were installed together with new, modern ultrafiltration systems during normal operation of the lab.
A three-dimensional movie of structural changes in bacteriorhodopsin
Snapshots of bacteriorhodopsinBacteriorhodopsin is a membrane protein that harvests the energy content from light to transport protons out of the cell against a transmembrane potential. Nango et al. used timeresolved serial femtosecond crystallography at an x-ray free electron laser to provide 13 structural snapshots of the conformational changes that occur in the nanoseconds to milliseconds after photoactivation. These changes begin at the active site, propagate toward the extracellular side of the protein, and mediate internal protonation exchanges that achieve proton transport.
Can a metal nanotip array device be a low-emittance and coherent cathode?
A nanofabricated low emittance field emitter array cathode was demonstrated for the first time, and successfully applied to observe the low-energy electron diffraction from suspended monolayer graphene. The work has an impact on the future development of compact X-ray free electron lasers, THz/RF vacuum electronic sources, and ultrafast electron imaging and diffraction experiments.
The Dynamics of Nuclear Reactors
Nuclear reactor dynamics deals with the transient behaviour of nuclear reactors which mostly refers to time changes of the imbalance between heat production and removal. Since the prediction of the dynamic behaviour is crucial for the safety of a reactor, computational models and methodologies have been developed in the framework of the STARS project, at the Laboratory for Reactor Physics and Thermal-Hydraulics (LRT), with the main goal to simulate the complex behaviours of reactors under various conditions with a high level of fidelity.
Für energiesparende Datenspeicher
Ein neues Material könnte zur Grundlage zukünftiger Datenspeicher werden, denn im Vergleich zu heutigen Festplatten liesse sich damit der Energiebedarf in der Datenspeicherung deutlich senken. Es handelt sich um ein Material aus der Klasse der sogenannten magnetoelektrischen Multiferroika und zeigt die nötigen magnetischen Eigenschaften auch bei Zimmertemperatur.
Tuning magnetic spirals beyond room temperature with chemical disorder
Frustrated magnets with spiral magnetic orders are of high current interest due to their potential for spintronics and low-power magnetoelectric devices. However, their low magnetic order temperatures (typically <100K) greatly restrict their fields of application. Researchers of PSI have demonstrated that the stability domain of the spiral phase in the perovskite YBaCuFeO5 can be enlarged by more than 150K through a controlled manipulation of the Fe/Cu chemical disorder.
Die Freiluft-Forscherin
Die Atmosphärenwissenschaftlerin Julia Schmale startet auf eine dreimonatige Schiffsexpedition rund um die Antarktis. Dort sucht sie nach der saubersten Luft, die es noch auf unserem Planeten gibt.
Im Fokus der Protonen
Am PSI arbeiten Forschende Tag für Tag mit Radioaktivität, um fortschrittliche Behandlungsmethoden für Patienten zu entwickeln. Ganz selbstverständlich hantieren sie unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen mit einem Material, das zerfällt. Es ist ein Wettlauf gegen die Zeit. Damit alles reibungslos funktioniert, kümmert sich eine eigene Arbeitsgruppe um die Infrastruktur.
Zurück im Leben
Ärzte hatten hinter Gabi Meiers rechtem Auge eine Geschwulst entdeckt, die den Sehnerv umgab. Einzig am PSI gab es noch eine Möglichkeit, den Tumor so zu behandeln, dass benachbarte Strukturen und das Auge geschont wurden. „Einige Monate nachdem die Protonenbehandlung vorbei war, habe ich gemerkt, dass ich immer mehr sehe. Zwar nur schemenhaft, aber ich sehe! Das war sensationell“, sagt sie im Interview.
Der SwissFEL ist eingeweiht
Heute, am 5. Dezember 2016, hat das PSI seine neue Grossforschungsanlage SwissFEL in Anwesenheit von Bundespräsident Johann N. Schneider-Ammann feierlich eingeweiht.
Extreme optical and electronic nonlinearities in GaP induced by an ultrastrong Terahertz field
Researchers from the SwissFEL laser group have succeeded in using intense Terahertz radiation to dramatically change the optical properties of a semiconductor on a sub-cycle timescale. In their experiment the material Gallium Phosphide (GaP) was illuminated by an extremely strong THz electric field with up to 50 MV/cm in strength.
Magnetic Excitations and Electronic Interactions in Sr2CuTeO6: A Spin-1/2 Square Lattice Heisenberg Antiferromagnet
Sr2CuTeO6 presents an opportunity for exploring low-dimensional magnetism on a square lattice of S=1/2 Cu2+ ions. We employ ab initio multireference configuration interaction calculations to unravel the Cu2+ electronic structure and to evaluate exchange interactions in Sr2CuTeO6.
SwissFEL First Lasing
On Friday December 2nd at 1am SwissFEL observed for the first time FEL lasing in the undulator line. The lasing was achieved with a commission beam of low intensity, repetition rate and energy, i.e. 100pC/bunch, 1Hz and 377MeV. The 12 undulators were set to a K value of 1.2. The resulting wavelength computed from beam energy and undulator K value is 24nm. The FEL signal was observed with a Si-diode detector. The spontaneous radiation signal with uncompressed electron beam increased by a large factor when the beam was compressed from 10ps to about 1ps at constant charge and electron beam energy. By opening the undulator gaps a first FEL gain curve was measured.
Pressure and temperature dependence of the laser-induced plasma plume dynamics
The influence of different background gases and substrate heating on the plasma plume dynamics from silver ablation is investigated by species selected time and space resolved imaging. The results provide a time-resolved understanding on how those process parameters affect the expansion: from a free expansion in vacuum with velocities exceeding 20'000 m/s to a very slow expansion in Ar at 1 × 10−1 mbar with arrival velocities of 280 m/s.
Simulationen für effizientere Kraftwerke
Für die Erzeugung von Elektrizität wird in den meisten Fällen Wasser erhitzt und in Dampf umgewandelt. Den Dampfblasen im Wasser kommt dabei eine entscheidende Rolle zu. Forschende des Paul Scherrer Instituts ist es gelungen, das Verhalten von Dampfblasen in einer Computersimulation darzustellen und berechenbarer zu machen.
20 Jahre hochpräzise Krebsbekämpfung
Am 25.11.1996 wurde am Paul Scherrer Institut PSI der weltweit erste Krebspatient mit einem neuen Bestrahlungsverfahren behandelt: Mit der sogenannten Spot-Scanning-Technik für Protonenstrahlen. Das Besondere: Der Strahl wirkt nur in der Tiefe, wo der Tumor sitzt; davor- und dahinterliegendes gesundes Gewebe wird geschont. Die von PSI-Forschenden entwickelte Methode war damals ein Durchbruch in der Strahlentherapie und wurde rasch zum Erfolgsprodukt.
Electromagnon dispersion probed by inelastic X-ray scattering in LiCrO2
Lattice vibrations (phonons) in crystals are typically weakly interacting with the electronic and magnetic degrees of freedom, such as charge and spin fluctuations. Researchers of PSI together with collaborators from EPF Lausanne, Japan and USA discovered an unexpectedly strong coupling between lattice vibrations and spin fluctuations in the quantum magnet LiCrO2. The observed magnetoelastic waves or electromagnons carry both electric and magnetic dipole moment.
Detecting and utilizing minority phases in heterogeneous catalysis
Highly active phases in carbon monoxide oxidation are known, however they are transient in nature. Here, we determined for the first time the structure of such a highly active phase on platinum nanoparticles in an actual reactor.