deSignale

Trotz neuer 100fach verbesserter Detektoren immer noch keine Spur von den Teilchen Dunkler Materie.

Welt der Physik berichtet hier.

Teilchen eines vermuteten "WIMP-Windes" in unserer Galaxie könnten gelegentlich an einem Atomkern in einem Detektor auf der Erde streuen und dabei Energie freisetzen. Das XENON100-Experiment nutzt als Wechselwirkungsmedium 62 Kilogramm flüssiges Xenon. In der letzten Messreihe des XENON100-Experiments wurden drei Ereignisse gefunden, die einem WIMP-Signal entsprechen. Allerdings wurden zwei zufällige Hintergrundereignisse erwartet, deshalb kann das Ergebnis statistisch nicht als Nachweis für Dunkle Materie gedeutet werden.

Ein interessantes Interview mit einem ehemaligen Astronauten: hier

Wie angekündigt, nun das, was ich im neuen Buch von Benedikt XVI. Jesus von Nazarath Band 2 gefunden habe und wie es im Verhältnis zur Urwort - Theorie steht:

Auferstehung und Transdimensionen

Mit aller gebotenen Vorsicht möchte ich auf eine Meldung verweisen, die über Anzeichen für eine neue Physik - gar für eine fünfte Naturkraft - in den Daten des Tevatron vom Fermilab berichtet.

Eine sehr gute Zusammenfassung des aktuellen Standes bringt spiegel-online hier.

Zitat:

Das mysteriöse Signal tauchte bei der Analyse einiger zehntausend Kollisionen zwischen Protonen und Antiprotonen auf, die im Tevatron nahezu lichtschnell aufeinander abgeschossen werden. Bei den Crashs entstehen teils exotische Partikel. Physiker wollen so den grundlegenden Geheimnissen der Natur auf die Spur kommen - bis hin zur Frage, was beim Urknall geschah.

Bei einigen der Kollisionen im Tevatron bemerkten die Forscher Merkwürdiges: Es entstanden zwei Strahlen leichter Partikel und ein schwergewichtiges Teilchen namens W-Boson. Die Gesamtenergie lag jeweils bei 144 Milliarden Elektronenvolt. Das geschah rund 250-mal öfter, als es die Physiker erwartet hatten - fast so, als sei es das Ergebnis des Zerfalls eines bisher unbekannten Elementarteilchens.

Dieses merkwürdige Teilchen würde etwa 160-mal so viel wiegen wie ein Proton. Damit kann es sich eigentlich nicht um das langgesuchte Higgs-Boson handeln - zumindest nicht um das, welches vom Standardmodell der Elementarteilchenphysik vorhergesagt wird. Das auch als "Gottesteilchen" bekannte Partikel verleiht der Theorie zufolge allen anderen Elementarteilchen ihre Masse...

Die Fermilab-Forscher sind sich relativ sicher, dass das Phänomen real ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass es sich nur um ein statistisches Artefakt handelt, geben sie mit eins zu 1300 an. Das ist zwar zu wenig, um offiziell von einer Entdeckung zu sprechen - dafür wäre eine Fehlerwahrscheinlichkeit von etwa eins zu einer Million notwendig. Doch es ist absolut ausreichend, um Aufmerksamkeit zu erregen. Das 700-köpfige Forscherteam der "CDF Collaboration" hat seine Daten inzwischen online vorab veröffentlicht, die Studie soll zudem im Fachblatt "Physical Review Letters" erscheinen.

Für eine abschließende Bewertung müsse man auf eine Bestätigung aus anderer Quelle warten, sagte Mönig. Die dürfte es schon bald geben: Am Fermilab läuft ein zweites Experiment, von dem sich die Forscher noch in diesem Jahr genauere Erkenntnisse erhoffen. Auch am LHC des Cern werde man versuchen, die Entdeckung des Fermilab zu bestätigen, sagte Mönig. "Das beginnt heute, da kann man sicher sein."

Die Energie, mit der die Partikel kollidieren, ist im LHC dreieinhalb mal größer als im Tevatron. Deshalb sollte laut Mönig auch das rätselhafte Signal deutlicher zu sehen sein. Die LHC-Forscher müssten dafür kein neues Experiment starten, sondern in den bisher gewonnenen Daten suchen. Dass der merkwürdige Effekt dort bisher nicht entdeckt wurde, ist für Mönig nicht weiter überraschend: "Man muss bei der Analyse schon in eine bestimmte Richtung schauen, um zu diesem Ergebnis zu kommen." Zudem sei das Signal zumindest in den Fermilab-Daten relativ schwach ausgeprägt.

Ähnlich zurückhaltend äußerte sich Nima Arkani-Hamed vom Institute for Advanced Study in Princeton (US-Bundesstaat New Jersey). Er hält es für gut möglich, dass das Signal in den Fermilab-Daten kaum mehr als ein statistischer Schluckauf sei. Sollte es anders sein, werde man mit dem LHC "in kurzer Zeit dramatische Beweise finden".

Viel ist dem nicht hinzuzufügen. Bei Anzeichen von 3-Sigma Qualität ist gesunde Vorsicht geboten, es kann sich um ein Messartefakt oder ein Zufallsrauschen handeln. Mein Rat: Warten, was die Daten des LHC von Cern dazu sagen. Nun, da man weiß wonach man suchen muss, sollte sich das Signal identifizieren lassen, so es real ist.

Eine wichtige Entdeckung haben Forscher gemacht, in dem sie Proben von einem Kometen untersuchten. Die gefundenen Mineralien zeigen eindeutig, dass im Inneren des Kometen Wild2 flüssiges Wasser existiert haben muss.

Dieses Ergebnis ist sehr bedeutsam. Ein wesentlicher Punkt der Entgegnungen von Hoovers Entdeckung von Mikrofossilien in C1 Meteoriten war, dass in dem Gestein während der Reise durch das All Kammern von flüssigem Wasser existiert haben müssten, was man für unmöglich hielt. Nun ist klar, dass solche Vagabunten im All tatsächlich auch flüssiges Wasser beherbergen können.

Der Artikel in science daily hier.

Daraus:

"Current thinking suggests that it is impossible to form liquid water inside of a comet," said Dante Lauretta, an associate professor of cosmochemistry and planet formation at the UA's Lunar and Planetary Laboratory. Lauretta is the principal investigator of the UA team involved in analysis of samples returned by NASA's Stardust mission.

UA graduate student Eve Berger, who led the study, and her colleagues from Johnson Space Center and the Naval Research Laboratory made the discovery analyzing dust grains brought back to Earth from comet Wild-2 as part of the Stardust mission. Launched in 1999, the Stardust spacecraft scooped up tiny particles released from the comet's surface in 2004 and brought them back to Earth in a capsule that landed in Utah two years later.

"In our samples, we found minerals that formed in the presence of liquid water," Berger said. "At some point in its history, the comet must have harbored pockets of water."

The discovery is to be published in an upcoming online edition of the journal Geochimica et Cosmochimica Acta.

Comets are frequently called dirty snowballs because they consist of mostly water ice, peppered with rocky debris and frozen gases. Unlike asteroids, extraterrestrial chunks made up of rock and minerals, comets sport a tail -- jets of gas and vapor that the high-energy particle stream coming from the sun flushes out of their frozen bodies.

"When the ice melted on Wild-2, the resulting warm water dissolved minerals that were present at the time and precipitated the iron and copper sulfide minerals we observed in our study," Lauretta said. "The sulfide minerals formed between 50 and 200 degrees Celsius (122 and 392 degrees Fahrenheit), much warmer than the sub-zero temperatures predicted for the interior of a comet."

Discovered in 1978 by Swiss astronomer Paul Wild, Wild-2 (pronounced "Vilt") had traveled the outer reaches of the solar system for most of its 4.5 billion year history, until a close encounter with Jupiter's field of gravity sent the 3.4 mile-wide comet onto a new, highly elliptical orbit bringing it closer to the sun and the inner planets.

Scientists believe that like many other comets, Wild-2 originated in the Kuiper belt, a region extending from beyond Neptune's orbit into deep space, containing icy debris left over from the formation of the solar system. Wild-2 is thought to have spent most of its time in the Kuiper belt, transiting on unstable orbits within the planetary system before Jupiter's gravity hurled it into the neighborhood of the sun.

The discovery of the low-temperature sulfide minerals is important for our understanding of how comets formed -- which in turn tells us about the origin of the solar system.

In addition to providing evidence of liquid water, the discovered ingredients put an upper limit to the temperatures Wild-2 encountered during its origin and history.

"The mineral we found -- cubanite -- is very rare in sample collections from space," Berger said. "It comes in two forms -- the one we found only exists below 210 degrees Celsius (99 degrees Fahrenheit). This is exciting because it tells us those grains have not seen temperatures higher than that. "

Cubanite is a copper iron sulfide, which is also found in ore deposits on Earth exposed to heated groundwater and in a particular type of meteorite.

"Wherever the cubanite formed, it stayed cool," she added. "If this mineral formed on the comet, it has implications for heat sources on comets in general."

According to Berger, two ways to generate heat sources on comets are minor collisions with other objects and radioactive decay of elements present in the comet's mixture.

Heat generated at the site of minor impacts might generate pockets of water in which the sulfides could form very quickly, within about a year (as opposed to millions of years). This could happen at any point in the comet's history. Radioactive decay on the other hand, would point to a very early formation of the minerals since the radioactive nuclides would decay over time and cause the heat source to flicker out.

The presence of the cubanite and the other sulfide minerals helps scientists better understand cometary heat sources. The interior of the comet must have been warm enough to melt ice yet cool enough -- below 210 degrees Celsius -- to form cubanite.

"Such detailed thermal constraints will allow for detailed analysis of the role temperature played during the history of comet Wild 2," Lauretta said.

Each sample Berger's team analyzed consisted of a microscopic speck of cometary dust about the size of a bacterial cell. The group then studied the chemical composition by electron microscopy and X-ray analysis, during which the chemical elements revealed their presence by giving off a characteristic beam. Turning the sample in different orientations gave the scientists clues about its crystallographic structure.

According to Lauretta, the findings show that comets experienced processes such as heating and chemical reactions in liquid water that changed the minerals they inherited from the time when the solar system was still a protoplanetary disk, a swirling mix of hot gases and dust, before it cooled down enough for planets to form.

The results demonstrate the increasingly apparent connections between comets and asteroids.

"What we found makes us look at comets in a different way," Lauretta said. "We think they should be viewed as individual entities with their own unique geologic history."

"This study shows the high science value of sample return missions," Lauretta said. "These grains would never been detected by remote sensing or by flying a spacecraft past the comet to make observations without collecting a sample."

Einen neuen Weltrekord mit einem Register aus verschränkten Quantenbits haben Forscher aufgestellt, wie scinexx berichtet: hier.

Zitat:

Weltrekord: 14 Quantenbits
Die Physiker um Blatt halten seit 2005 den Rekord für die Anzahl von verschränkten Quantenbits, die in einem Experiment realisiert wurden. Bis heute ist es niemand anderem gelungen, acht Teilchen auf kontrollierte Art und Weise zu verschränken und damit ein „Quantenbyte“ zu erzeugen.

Nun haben die Innsbrucker Wissenschaftler diesen Rekord noch einmal beinahe verdoppelt. In einer Ionenfalle haben sie 14 Kalziumatome gefangen, die sie, einem Quantenprozessor gleich, mit Laserlicht manipulieren. Interne Zustände jedes Atoms bilden dabei einzelne Quantenbits, zusammen entsteht ein Quantenregister mit 14 Recheneinheiten. Dieses bildet das Herzstück eines zukünftigen Quantencomputers.

Die Innsbrucker Physiker stellten aber auch fest, dass bei ihnen die Störungsempfindlichkeit nicht wie meist angenommen linear sondern mit der Anzahl der Teilchen quadratisch zunimmt. Werden mehrere Teilchen verschränkt, steigt die Empfindlichkeit deshalb stark an. „Dies wird als Superdekohärenz bezeichnet“, sagt Monz. „In der Quanteninformation wurde dieses Phänomen bisher kaum wahrgenommen.“ Es hat nicht nur für den Bau von Quantencomputern Bedeutung, sondern auch bei der Konstruktion sehr genauer Atomuhren oder für Quantensimulationen.

Davon berichtet zumindest science daily: hier.

Zitat:

Before the publication of this paper, scientists and engineers had five different types of symmetries to use as tools for understanding the structures of materials whose building blocks are arranged in fairly regular patterns. Four types of symmetries had been known for thousands of years -- called rotation, inversion, rotation inversion, and translation -- and a fifth type -- called time reversal -- had been discovered about 60 years ago. Now, Gopalan and Litvin have added a new, sixth, type, called rotation reversal. As a result, the number of known ways in which the components of such crystalline materials can be combined in symmetrical ways has multiplied from no more than 1,651 before to more than 17,800 now. "We mathematically combined the new rotation-reversal symmetry with the previous five symmetries and now we know that symmetrical groups can form in crystalline materials in a much larger number of ways," said Daniel B. Litvin, distinguished professor of physics, who coauthored the study with Venkatraman Gopalan, professor of materials science and engineering.

The new rotation-reversal symmetry enriches the mathematical language that researchers use to describe a crystalline material's structure and to predict its properties. "Rotation reversal is an absolutely new approach that is different in that it acts on a static component of the material's structure, not on the whole structure all at once," Litvin said. "It is important to look at symmetries in materials because symmetry dictates all natural laws in our physical universe."

The most simple type of symmetry -- rotation symmetry -- is obvious, for example, when a square shape is rotated around its center point: the square shows its symmetrical character by looking exactly the same at four points during the rotation: at 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees, and 360 degrees. Gopalan and Litvin say their new rotation-reversal symmetry is obvious, as well, if you know where to look.

The "eureka moment" of the discovery occurred when Gopalan recognized that the simple concept of reversing the direction of a spiral-shaped structure from clockwise to counterclockwise opens the door to a distinctly new type of symmetry. Just as a square shape has the quality of rotation symmetry even when it is not being rotated, Gopalan realized that a spiral shape has the quality of rotation-reversal symmetry even when it is not being physically forced to rotate in the reverse direction. Their further work with this rotation-reversal concept revealed many more structural symmetries than previously had been recognized in materials containing various types of directionally oriented structures. Many important biological molecules, for example, are said to be either "right handed" or "left handed," including DNA, sugars, and proteins.

"We found that rotation-reversal symmetry also exists in paired structures where the partner components lean toward each other, then away from each other in paired patterns symmetrically throughout a material," Gopalan said. These "tilting octahedral" structures are common in a wide variety of crystalline materials, where all the component structures are tightly interconnected by networks of shared atoms. The researchers say it is possible that components of materials with rotation-reversal symmetry could be engineered to function as on/off switches for a variety of novel applications.

The now-much-larger number of possible symmetry groups also is expected to be useful in identifying materials with unusual combinations of properties. "For example, the goal in developing a ferroelectric ferromagnet is to have a material in which the electrical dipoles and the magnetic moments coexist and are coupled in the same material -- that is, a material that allows electrical control of magnetism -- which would be very useful to have in computers," Gopalan said. The addition of rotation-reversal symmetry to the materials-science toolbox may help researchers to identify and search for structures in materials that could have strong ferroelectric and ferromagnetic properties.