Neue Entdeckung zum MagnetismusHamburger Physikern gelingt Manipulation von Magneten

Einer Gruppe von Wissenschaftlern um Prof. Dr. Klaus Sengstock am Institut für Laserphysik der Universität Hamburg ist es erstmals gelungen, die Orientierung von Magneten in einem Lichtgitter frei festzulegen. Ihre neuen Erkenntnisse sind am 21. Juli 2011 in der Online-Ausgabe der „Science“ veröffentlicht worden.

Wenn Atome nahe dem absoluten Temperaturnullpunkt in einem von Laserstrahlen erzeugten Lichtgitter festgehalten werden, verhalten sie sich wie kleine Magnete: Sie ordnen sich wie Kompassnadeln auf einem Nagelbrett in bestimmten Mustern an – abhängig von der Anordnung der benachbarten Magnete, ihrer Wechselwirkung mit deren abstoßenden oder anziehenden Polen. Indem sie das Gitter mit einer neuen speziellen Technik bewegten, konnten Hamburger Laserphysiker die Ausrichtung der Magnete nun erstmals manipulieren. Sie formten verschiedene Magnetisierungszustände und riefen die spontane Bildung von Bereichen gleicher Magnetisierung im Gitter hervor.

Prof. Dr. Klaus Sengstock: „Unsere Entdeckung markiert einen neuen Zugang zum Magnetismus, von dem wir uns in Zukunft weitreichende Erkenntnisse in der Grundlagenforschung erhoffen.“ Bisher war eine Veränderung von Magnetausrichtungen nur sehr eingeschränkt, zum Beispiel über eine enorme Erhitzung, möglich, wobei die Kontrolle über den resultierenden Zustand nicht gelang.

Mögliche Anwendungsgebiete der neuen Entdeckung sehen die Laserphysiker beispielsweise in der Speichertechnik, da Computer-Festplatten auf Magnetismus beruhen und das neue Wissen somit als Grundlage zur Entwicklung von ultra-schnellen Speichermedien genutzt werden kann.

Die Arbeiten des Forscherteams wurden am Institut für Laserphysik und Zentrum für optische Quantentechnologien des Fachbereichs Physik an der Universität Hamburg mit Unterstützung einer Theorie-Arbeitsgruppe am Institut de Ciències Fotòniques in Barcelona durchgeführt. Finanziell unterstützt wurde das Projekt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Forschungsgruppe „Strong Correlations in multiflavor ultracold quantum gases“ und des Graduiertenkollegs „Physik mit neuartigen kohärenten Strahlungsquellen“. Zudem standen Mittel der Landesexzellenzinitiative Hamburg zur Verfügung.

Illustrationen der Befunde können hier heruntergeladen werden.
Zum Abstract bei Science Express

Für Rückfragen:

Prof. Dr. Klaus Sengstock
Fachbereich Physik, Institut für Laserphysik
Universität Hamburg
Tel.: 040.8998-5201
E-Mail: sengstock"AT"physnet.uni-hamburg.de

Dr. Patrick Windpassinger
Fachbereich Physik, Institut für Laserphysik
Universität Hamburg
Tel.: 040.8998-5204
E-Mail: pwindpas"AT"physnet.uni-hamburg.de