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.
Flow modeling in gas diffusion layers of PEFCs at the micro- and mesoscale
he optimization of thermochemical and electrochemical conversion systems is of high importance for a sustainable energy future society. Of particular interest regarding the performance of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) is the study of the gas flow in the gas diffusion layers (GDL). More specifically, permeability and diffusivity measurements in a model PEFC under normal operating conditions are highly desirable. As laboratory-measurements of these quantities under such conditions are very demanding, an alternative is the use of computer-based simulations.
Three centuries of eastern european and Altai lead emissions recorded in a belukha ice core
Human activities have significantly altered atmospheric Pb concentrations and thus, its geochemical cycle, for thousands of years. Whereas historical Pb emissions from Western Europe, North America, and Asia are well documented, there is no equivalent data for Eastern Europe. Here, we present ice-core Pb concentrations for the period 1680à1995 from Belukha glacier in the Siberian Altai, assumed to be representative of emissions in Eastern Europe and the Altai.
Bleigehalt der Luft in Russland seit 1680 rekonstruiert
Ein Forschungsteam des Paul Scherrer Instituts hat den zeitlichen Verlauf der Bleikonzentration in der Luft in Russland seit 1680 erstellt. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Anstieg der Bleikonzentration in der Luft seit den Dreissigerjahren des 20. Jahrhunderts und eine deutliche Abnahme seit den Siebzigerjahren.
Energiewende: Das Ganze sehen, die Details bedenken
Die Energiewende als politischer Wille ist Realität, aber wie wird die Schweiz ihre Energieversorgung aus dem heutigen Stand in diejenige überführen, die die für das Jahr 2050 formulierten Ziele erfüllt? Mit Fragen der Umsetzung, mit den Optionen und den Herausforderungen des beschlossenen Umbaus der schweizerischen Energielandschaft befasste sich am 14. Mai 2012 die Energietagung des Paul Scherrer Institut. Im Mittelpunkt stand der bei einer zunehmend dezentralen Energieversorgung notwendige Umbau der Stromnetze.
Red-green-blue polymer light-emitting diode pixels printed by optimized laser-induced forward transfer
An optimized laser-induced forward transfer (LIFT) technique has been used to fabricate tri-color organic light-emitting diode (OLED) pixels. At reduced pressures, and with a defined donor-receiver gap, patterned depositions of polyfluorene-based OLED pixels have been achieved. OLED pixel functionality has been demonstrated and compared with devices made using conventional deposition techniques. In addition, improved functionality has been obtained by coating the cathode with an electron-injecting layer, a process not possible using conventional OLED fabrication techniques. The OLED pixels fabricated by LIFT reach efficiencies on the range of conventionally fabricated devices and even surpass them in the case of blue pixels.
Direct observation of the quantum critical point in heavy fermion CeRhSi3
In many heavy fermion materials the quantum critical point is masked by superconductivity and it can only be detected by use of a local probe. In the noncentrosymmetric heavy fermion CeRhSi3 the ground state at ambient pressure is antiferromagnetically ordered and superconductivity sets in above 12 kbar coexisting with antiferromagnetism. We have unraveled a magnetic quantum critical point hidden deep inside the superconducting state of CeRhSi3.
Three-Dimensional Spin Rotations in a Monolayer Electron System
In the emerging field of spintronics, the generation, injection, and in particular the control of highly spin polarized currents are main issues to be solved. Lifting of spin degeneracy by the spin-orbit interaction at surfaces, known as Rashba effect, represents a promising approach, since it generates two spin-polarized bands without the necessity of an external field. In our recent study, we realize such a system for a metallic surface layer on a semiconductor: Au/Ge(111).
Rückhaltung von radioaktivem Jod bei einem schweren KKW-Unfall
Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI haben ein effizientes Filterverfahren für radioaktives Jod entwickelt. Dieses entfernt Jod praktisch vollständig aus der radioaktiv verunreinigten Abluft, bevor diese nach einer Kernschmelze aus dem havarierten Kernkraftwerk an die Umwelt abgegeben wird. Das Verfahren steht für den Einsatz in Kernkraftwerken weltweit bereit, nachdem das PSI und das Industrieunternehmen CCI AG (Balterswil/TG) kürzlich eine Lizenzvereinbarung für das vom PSI patentierte Verfahren unterzeichnet haben.
Physiker beobachten die Aufspaltung eines Elektrons in einem Festkörper
Physiker eines internationalen Forschungsteams konnten am PSI beobachten, wie sich Eigenschaften eines Elektrons von diesem Elektron abtrennen. So entstanden zwei voneinander getrennte Teilchen, die jeweils eine bestimmte Eigenschaft des Elektrons tragen und sich unabhängig voneinander im Ursprungsmaterial, in dem sie erzeugt wurden, frei bewegen können.
Physicists observe the splitting of an electron inside a solid
An electron has been observed to decay into two separate parts, each carrying a particular property of the electron: a spinon carrying its spin – the property making the electron behave as a tiny compass needle – and an orbiton carrying its orbital moment – which arises from the electron’s motion around the nucleus. These newly created particles, however, cannot leave the material in which they have been produced.
Ellipsoidal hybrid magnetic microgel particles with thermally tunable aspect ratios
We report on the synthesis and characterization of multiresponsive hybrid microgel particles. The particles consist of ellipsoidal silica-coated maghemite cores subsequently coated with thermoresponsive poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) shells. The PNIPAM shell enables the hybrid particle to alter its size and ratio of long to small axis with increasing temperature while the core morphology remains unchanged.
Grosspumpversuch auf geplantem SwissFEL-Gelände
Zur Kühlung des SwissFEL soll Grundwasser genutzt werden. Ein Grosspumpversuch soll nachweisen, dass durch die Wasserentnahme der Grundwasserspiegel nicht übermässig abgesenkt wird und dass insbesondere die Trinkwasserversorgung von Würenlingen, Döttingen und Klein-Döttingen nicht beeinträchtigt wird. Während des Versuchs werden im Juli 2012 zwei Wochen lang 50 Liter Grundwasser pro Sekunde abgepumpt und in die Aare geleitet. Gleichzeitig wird der Grundwasserspiegel an den verschiedenen Entnahmestellen beobachtet. Die Vorbereitungen für den Versuch beginnen im März 2012.
PSI-Feriencamp 2012
Suchen Sie für Ihr Kind ein spannendes Angebot während den Sommerferien? Möchten Sie in ihm die Neugier und Begeisterung für naturwissenschaftlich-technische Themen wecken? Die Berufsbildung und das Komitee für Chancengleichheit führt dieses Jahr zum achten Mal das PSI-Feriencamp durch!
Magnetisieren braucht mehr Zeit als Entmagnetisieren
Forscher am Paul Scherrer Institut finden heraus, wie lange der Aufbau von Magnetismus in einem Metall dauert und wie der Vorgang abläuft Wenn die Metalllegierung Eisen-Rhodium magnetisiert wird, dauert dieser Prozess deutlich länger als der gegenläufige Vorgang der Entmagnetisierung. Diese Erkenntnis haben Forscher des Paul Scherrer Instituts zusammen mit einem internationalen Forscherteam gewonnen. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sind relevant für die Computerindustrie: Sie zeigen, welche Prozesse die Eigenschaften magnetischer Datenspeicherung begrenzen und wo es Potential für Verbesserung gibt.
Creating magnetism takes much longer than destroying it
Researchers at the Paul Scherrer Institute are finding out how long it takes to establish magnetism and how this happens.
Structural and magnetic dynamics of a first order phase transition
We use time-resolved x-ray diffraction and magneto-optical Kerr effect to study the laser-induced antiferromagnetic to ferromagnetic phase transition in FeRh. The structural response is given by the nucleation of independent ferromagnetic domains (t ~ 30 ps).
Directly coupled Ferromagnetism and Ferroelectricity in the Olivine Mn2GeO4
The olivine compound Mn2GeO4 is shown to feature both a ferroelectric polarization and a ferromagnetic magnetization that are directly coupled and point along the same direction. We show that a spin spiral generates ferroelectricity, and a canted commensurate order leads to weak ferromagnetism.
Wie der Körper Fremdes von Eigenem unterscheiden - wesentliche Struktur aufgeklärt
Ähnlich einem Schredder zerlegt das Immunoproteasom Eiweisse in kleine Bruchstücke, die dann an der Oberfläche der Zelle präsentiert werden. Werden diese Eiweissteile als körperfremd erkannt, vernichtet das Immunsystem die Zelle. Bei Autoimmunerkrankungen wie Rheuma ist dieser Prozess gestört. Helfen könnte da, das Immunoproteasom zu hemmen. Mit Hilfe von Messungen am Paul Scherrer Institut ist es nun erstmals gelungen, die Struktur des Immunoproteasoms aufzuklären und Angriffsstellen für neue Medikamente aufzuzeigen.
Kooperation für perfekte Beschleunigung
Mehr als 10'000 Einzelteile à alle auf den Tausendstelmillimeter exakt à sollen bei der Zusammenarbeit zwischen dem Paul Scherrer Institut PSI und Oerlikon Mechatronics AG, Trübbach gebaut werden und am Ende für perfekte Beschleunigung im SwissFEL, dem geplanten Röntgenlaser des PSI sorgen. Für den SwissFEL-Linearbeschleuniger wird Oerlikon Mechatronics die sogenannten Kupfertassen herstellen (komplex geformte und hochpräzise Scheiben) und diese zu Hohlräumen (Kavitäten) zusammenfügen, in denen sich die nötigen beschleunigenden Kräfte erzeugen lassen.
Mit Hitze Daten speichern
Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Weg aufgezeigt, um Daten auf magnetischen Medien zu speichern. Dabei verwenden die Forschenden kein externes Magnetfeld, sondern setzten stattdessen einen Hitzepuls ein. Diese Methode könnte die Speicherung von mehreren Tausend Gigabyte pro Sekunde erlauben. Das Verfahren wäre viele hundert mal schneller als Technologien, die in heutigen Festplatten genutzt werden und hat das Potenzial, deutlich weniger Energie zu verbrauchen. Mit dem Einsatz moderner lithografischer Verfahren und hochmoderner Röntgenmikrokopie haben Forschende des Paul Scherrer Instituts wesentlich zu dem Ergebnis beigetragen.
Kein Blick in die Kristallkugel
Das Paul Scherrer Institut wird in Zusammenarbeit mit dem Weltenergierat nachvollziehbare Modelle für zukünftige globale Energiesysteme entwickeln. In einem auf drei Jahre ausgelegten Projekt wollen PSI-Forscher um Stefan Hirschberg ein Modell entwickeln mit dem Aussagen über zukünftige Energiesysteme gemacht werden können. Das besondere daran ist, dass es sich um ein sogenanntes Open-Source-Modell handeln wird. D. h. Experten und andere Interessenten können einen Zugang zum Programm erhalten, sowie Informationen darüber, von genau welchen Annahmen die Forscher bei der Ausarbeitung ihres Modells ausgegangen sind. Das ist bei kommerziellen Anbietern von Szenariowerkzeugen nicht üblich.
Origin of the Large Polarization in Multiferroic YMnO3 Thin Films
Multiferroic materials have attracted much interest because of their ability to control magnetism by the application of an electric field. This ability is expected to reduce the power required by electronic devices and to increase their speed. However, the number of multiferroic materials discovered so far has been small, and ferromagnetism and ferroelectricity in the known materials are often much weaker than required for practical applications.
Es funktioniert: Ultraschnelle magnetische Vorgänge mit Röntgenlaser live
beobachtet
Ein Team unter der Leitung von Forschern des Paul Scherrer Instituts hat mit Experimenten am amerikanischen Röntgenlaser LCLS erstmals genau verfolgen können wie sich die magnetische Struktur eines Materials verändert. Die Strukturänderung wurde durch einen Laserblitz angestossen und mit Hilfe kurzer Röntgenpulse untersucht. So zeigte es sich, dass sich die Struktur erst 400 Femtosekunden nach dem Laserblitz zu verändern begann Für die Forscher des PSI ist dies ein wichtiger Meilenstein. Denn solche Untersuchungen sollen auch einen Forschungsschwerpunkt am geplanten Schweizer Röntgenlaser SwissFEL des Paul Scherrer Instituts darstellen.
Liquids in narrow spaces
How does spatial confinement affect the microscopic structure of liquids?
This is a question which is receiving increasing attention from condensed matter physicists. Liquids are characterized by a short-ranged, so-called local structure, and it has been predicted theoretically about 25 years ago that confinement induces anisotropy in the local structure, and hence many properties, of liquids.
Femtosecond dynamics of an antiferromagnetic phase transition
We report on the ultrafast dynamics of magnetic order in a single crystal of CuO at a temperature of 207 K in response to strong optical excitation using femtosecond resonant x-ray diffraction. In this experiment performed at the LCLS X-ray free electron laser at Stanford a femtosecond laser pulse induces a sudden, nonequilibrium increase in magnetic disorder.
Fossile Vorläufer der ersten Tiere
Einzellige Organismen, die vor über einer halben Milliarde Jahre gelebt haben und deren Fossilien in China gefunden wurden, sind wohl die unmittelbaren Vorläufer der frühesten Tiere. Die amöbenartigen Einzeller haben sich in einer Weise in zwei, vier, acht usw. Zellen geteilt, wie es heute tierische (und menschliche) Embryonen tun. Die Forscher glauben, dass diese Organismen einem der ersten Schritte vom Einzeller zum Vielzeller in der Entwicklung richtiger Tiere entsprechen.
A close look at correlated electrons in heavy-fermion metal through ARPES
Showing astonishing properties like magnetism, superconductivity, Kondo and heavy-fermion (HF) behavior, rare-earth intermetallic compounds have been at the forefront of modern solid state physics for many years. Most of these properties are related to a delicate interplay between the partially filled 4f-shell and conduction electrons.
Vertical Emittance of the SLS Storage Ring
On the 6th of December 2011 the vertical emittance of the SLS storage ring could be reduced to a world record low value of 1pm rad. The vertical beam size in the short straight sections of the SLS is then only 3 micron (rms). This was achieved through vertical re-alignment of the magnet girders with 400mA stored beam and fast orbit feedback running, as well as through application of several different methods of coupling suppression using 36 skew quadrupoles. High resolution profile monitor utilizing vertically polarized component of synchrotron radiation allowed precise determination of the beam size.
Wenn die Datenleitung in die Zelle versagt
Lebende Zellen empfangen dauernd Informationen von aussen, die über Rezeptoren in das Zellinnere weitergeleitet werden. Genetisch bedingte Fehler in solchen Rezeptoren sind der Grund für zahlreiche Erbkrankheiten darunter verschiedene hormonelle Funktionsstörungen oder Nachtblindheit. Forschern des Paul Scherrer Instituts ist es nun erstmals gelungen, die exakte Struktur eines solchen fehlerhaften Rezeptors aufzuklären.
Schweizer Hochpräzision stabilisiert den SwissFEL
Das Paul Scherrer Institut PSI und die MDC Max Daetwyler AG (Bleienbach), haben heute einen Vertrag unterzeichnet, nach dem Daetwyler wesentliche Komponenten für den Röntgenlaser SwissFEL, die neue Grossforschungsanlage des PSI, gemeinsam mit dem PSI entwickeln und bauen wird. Die Massnahmen des Bundes zur Abfederung der Frankenstärke erlauben es, den Bau der Komponenten vorzuziehen und so das SwissFEL-Projekt schneller voranzutreiben.