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entdeckt_01_2016

PORTRÄT // DAS FORSCHUNGSMAGAZIN AUS DEM HZDR WWW.HZDR.DE 32 33 am Dresdner Zentrum sieht der osteuropäische Theoretiker deshalb eine einmalige Gelegenheit, um eine Brücke zwischen Astrophysik, die eher auf Simulationen setzt, und experimen- teller Fluiddynamik zu schlagen. Dafür will er die MRI unter Voraussetzungen untersuchen, die die theoretischen Analysen bislang vernachlässigt haben. „Sie gehen von einem höheren Maß an Stabilität aus“, erläutert Mamatsashvili. „Das ent- spricht jedoch nicht den tatsächlichen Bedingungen in den Scheiben, die wohl viel empfindlicher sind.“ Für ihre Studien der MRI nutzten die meisten Forscher bislang in erster Linie den sogenannten modalen Ansatz: „Hier wird davon ausgegangen, dass Turbulenzen auf lange Sicht gese- hen entweder exponentiell abfallen oder anwachsen. Dabei wird aber ihr Verhalten zu Beginn nicht beachtet. Dadurch werden von Anfang an auch solche Strömungen instabil, die auf lange Sicht eigentlich stabil sein müssten.“ George Ma- matsashvili will deshalb für seine Simulationen den nicht-mo- dalen Ansatz, der diesen Einfluss berücksichtigt, anwenden. „Verschiedene Studien haben gezeigt, dass das nicht-modale Wachstum der MRI viel stärker sein kann als das modale, und HZDR-Forschungspreis für kontrollierte Spinwellen Die Anzahl der Transistoren pro Mikroprozessor hat sich bis- her etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Die stetige Verkleinerung der Prozessoren bei steigender Leistung stößt jedoch an ihre Grenzen. Einer der Hauptgründe ist die Abwärme, die ent- steht, wenn mehr Schaltkreise auf einer zunehmend kleinen Fläche zusammengepresst werden. Die Nachwuchsgruppe Magnonik um Helmut Schultheiß verfolgt einen neuen Ansatz und setzt auf den Spin – den magnetischen Drehimpuls der Elektronen. Dieser ermöglicht, in ferromagnetischen Materialien Spinwellen auszulösen, die genauso wie fließende Ladungsträger Informationen transpor- tieren können, jedoch ohne die extreme Abwärme. Helmut Schultheiß, Andreas Henschke, Thomas Sebastian und Kai Wagner gelang es erstmals, die Ausbreitung einer Spin- welle auf der Nanoebene gezielt zu kontrollieren. Dafür haben sie die Welle in einer Domänenwand – dem Bereich, an dem unterschiedlich ausgerichtete Magnetisierungen aufeinander- treffen – entlang geleitet. Für diese Leistung erhielten sie den HZDR-Forschungspreis 2015. Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe Vor kurzem konnte eine in- ternationale Forschergrup- pe erstmals das Mineral Graphit in eine Diaman- tenform umwandeln, über die bisher nur spekuliert wurde: das Lonsdaleit. Unter natürlichen Bedin- gungen existiert diese hexagonale Diamantenart auf der Erde nicht. Sie entsteht nur bei gewaltigen Drücken. Um das außerirdische Material nachzuweisen, haben die Forscher zwei Hochenergie-Laser mit dem Freie-Elektronen-Laser an der Linear Coherent Light Source in Stanford kombiniert. Den Leiter der Gruppe, Dominik Kraus, zieht es nun ans HZDR. Denn ähnliche Experimente zur Warmen Dichten Materie (WDM) werden bald an der Helmholtz Internatio- nal Beamline for Extreme Fields (HIBEF) möglich sein. Ein Konsortium unter Leitung des HZDR stattet damit die Station für Experimente bei hohen Energiedichten am Röntgenlaser European XFEL aus. Um sich am Aufbau von HIBEF zu betei- ligen, wechselte Kraus nach Dresden. Mit seiner Helmholtz- Nachwuchsgruppe will er die grundlegenden physikalischen Prinzipien der WDM erkunden. _Institut für Fluiddynamik am HZDR Dr. George Mamatsashvili g.mamatsashvili@hzdr.de Dr. Frank Stefani f.stefani@hzdr.de www.humboldt-foundation.de KONTAKT damit die Bedingungen für die Entstehung der Turbulenzen gar nicht so stringent sein müssen, wie bisher angenommen.“ Mithilfe des alternativen Ansatzes lässt sich der Einfluss der MRI auf die Prozesse in den Akkretionsscheiben genauer unter- suchen, ist sich Mamatsashvili sicher. Dies will er zeigen, indem er seine theoretischen Ergebnisse an der Anlage PROMISE (Potsdam Rossendorf Magnetic InStability Experiment), an der auch Frank Stefani seine Untersuchungen durchgeführt hat, testet – und so schließlich die Verbindung zwischen Simulation und Experiment herstellt. Dominik Kraus Thomas Sebastian, Andreas Henschke, Helmut Schultheiß (2.-4. v.l.; nicht im Bild: Kai Wagner) erhielten den HZDR- Forschungspreis 2015 von IPP-Direktorin Sibylle Günter und HZDR-Vorstand Roland Sauerbrey. Foto: André Forner

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