Bose-Einstein-Kondensat: Magnetische Partikel verhalten sich abstoßend

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Datenübertragung, die mittels magnetischer Wellen statt elektrischer Ströme funktioniert: Für viele Wissenschaftler ist dies die Grundlage für Zukunftstechnologien, die die Übertragung schneller und die einzelnen Komponenten kleiner und energieeffizienter machen werden.

Magnonen, die Teilchen des Magnetismus, dienen als bewegliche Informationsträger.

Vor fast 15 Jahren gelang es Forschern der Universität Münster (Deutschland) erstmals, einen neuartigen Quantenzustand der Magnonen bei Raumtemperatur zu erreichen – ein Bose-Einstein-Kondensat magnetischer Teilchen, auch als “Superatom” bezeichnet, also ein extremer Zustand der Materie, der normalerweise nur bei sehr niedrigen Temperaturen auftritt.Seitdem ist es auffällig, dass dieses Bose-Einstein-Kondensat räumlich stabil bleibt – obwohl die Theorie voraussagte, dass das Kondensat der Magnonen, die attraktive Teilchen sind, kollabieren sollte.

In einer aktuellen Studie haben die Forscher nun erstmals gezeigt, dass sich die Magnonen im Kondensat abstossend verhalten, was zu einer Stabilisierung des Kondensats führt.

” Damit lösen wir einen seit langem bestehenden Widerspruch zwischen der Theorie und dem Experiment auf”, sagt Prof.

Sergej O.

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Demokritow, der die Studie leitete.

Die Ergebnisse können für die Entwicklung zukünftiger Informationstechnologien von Bedeutung sein.

Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.Hintergrund und Methode:Das Besondere am Bose-Einstein-Kondensat ist, dass sich die Teilchen in diesem System nicht voneinander unterscheiden und sich überwiegend im gleichen quantenmechanischen Zustand befinden.

Der Zustand kann daher durch eine einzige Wellenfunktion beschrieben werden.

Daraus ergeben sich z.B.

Eigenschaften wie die Superfluidität, die sich dadurch auszeichnet, dass sie während der Bewegung des Kondensats bei niedrigen Temperaturen nicht dissipiert.

Das Bose-Einstein-Kondensat von Magnonen ist bisher eines der wenigen sogenannten makroskopischen Quantenphänomene, die bei Raumtemperatur beobachtet werden konnten.Zuvor waren die Vorgänge im Kondensat….

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