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Physikalisches Kolloquium

Ort: Max-von-Laue-Str. 1
60438 Frankfurt
Großer Hörsaal, Raum 0.111
Zeit: Mittwochs, 17.00 Uhr c.t.

23.5.2012

-entfällt-

30.5.2012

Prof. Dr. Jozef Spalek

Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Krakow, Poland

Superconductivity from magnetism: selected topics in high-temperature and heavy-fermion superconductivity

The question of the origin of superconductivity in the so-called strongly correlated electron systems is under an intensive debate. Here we discuss models, which originally were devised to studies of magnetism in those systems; namely, the t-J model and the Anderson-Kondo lattice model. We formulate a novel form of the mean-field approach and discuss the details of resulting from it phase diagram or selected high-Tc and heavy-fermion superconductors. Particular emphasis is put on an intuitive interpretation of the results. We also compare our results with selected experimental data. Finally, an analogy between the two systems is drawn to elucidate a universal aspect of pairing, not involving any lattice ingredient. If time allows, we also mention the difference with the so-called paramagnon mechansism of pairing.

6.6.2012

Prof. Dr. Holger Podlech

Accelerator Physics - Linac AG,
IAP Institut für Angewandte Physik, Goethe-Universität, Frankfurt

- Antrittsvorlesung -

Warm oder kalt?

Supraleitende und normalleitende Beschleunigerstrukturen in State-of-the-Art Hadronenlinacs

Aktuell befinden sich eine Reihe von Linearbeschleunigern für Protonen und Ionen in der Design- bzw. Konstruktionsphase (IFMIF, ESSS, Linac-4, FAIR p-Linac, GSI cw-Linac, SARAF, Spiral-2). In der Niederenergiesektion werden normalleitende Hochfrequenzstrukturen eingesetzt, während bei höheren Energien meist supraleitende Kavitäten bevorzugt werden. Dabei ist zu beobachten, dass in letzter Zeit die Übergangsenergie immer weiter abgesenkt wurde.

Normal- und supraleitende Beschleunigerstrukturen unterscheiden sich erheblich hinsichtlich ihrer Geometrien, ihrer physikalischen Limitierungen und der erforderlichen Infrastruktur. Es sollen die wesentlichen Unterschiede dieser beiden Technologien dargestellt und verglichen werden. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Überlegungen zum Leistungsbedarf, der einen großen Einfluss auf die Betriebskosten hat. Dabei wird insbesondere auf Projekte eingegangen, an denen das Institut für Angewandte Physik maßgeblich beteiligt ist.

13.6.2012

Dr. Robert E. Grisenti
GSI-Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt und Institut für Kernphysik, Goethe-Universität Frankfurt

Entwicklung kyrogener mikroskopischer Flüssigkeitsstrahlen für die Anwendung in der Physik der kondensierten Materie, der Atom- und der Plasmaphysik

Die Forschungsarbeit meiner Arbeitsgruppe am Institut für Kernphysik befasst sich mit der Erzeugung und Ausbreitung mikroskopischer, kryogener Flüssigkeitsstrahlen. Dabei wird ein besonderes Augenmerk darauf gelegt, die Technik zur Erzeugung der Strahlen so weiterzuentwickeln, dass sie in einem breiten Spektrum aktueller interdisziplinärer Forschungsfelder eingesetzt werden können. Bei dieser Technik entsteht durch Flüssigkeit, die durch eine winzige Öffnung in eine Hochvakuumkammer expandiert, ein einzigartiges Target in Form eines Tröpfchenstrahls. Aufgrund ihrer Eigenschaften haben Flüssigkeitsstrahlen mittlerweile eine sehr breite Anwendung gefunden, angefangen von eher praktisch orientierten Bereichen wie Mikrofluidik und Tintenstrahldruck bis hin zu Gebieten der Grundlagenforschung wie der Erzeugung von weicher Röntgenstrahlung, Photoelektronenspektroskopie, oder Röntgenstrukturanalyse. In meiner Arbeitsgruppe streben wir vor allem die Erforschung von kryogen gekühlten Flüssigkeitsstrahlen an. In den letzten Jahren ist uns eine wesentliche Weiterentwicklung der mikroskopischen kryogenen Flüssigkeitsstrahlen gelungen, wodurch sie heute als einzigartiges und leistungsstarkes Werkzeug für ein breites Spektrum grundlegender Messungen in der Atom-, Plasma- und Festkörperphysik zur Verfügung stehen. Ich werde insbesondere zeigen dass Flüssigkeitsstrahlen nicht nur eine tiefgreifende Auswirkung auf die Entwicklung künftiger Experimente mit internen Targets am Speicherring haben, sie stellen auch äußerst attraktive Target-Systeme zur relativistischen Laser-Plasma Erzeugung dar, was die Untersuchung einer Vielzahl von spannenden Phänomenen erlaubt - von der Realisierung von kompakten Ionenbeschleunigern bis hin zur Nachbildung von astrophysikalischen Phänomenen in einem Labor. Darüber hinaus bietet die Verwendung von mikroskopischen Flüssigkeitsstrahlen einen völlig neuen Ansatz, um Phasenumwandlungsphänomenen in stark unterkühlten Flüssigkeiten in bisher unzugänglichen Zeitbereichen zu untersuchen, und somit das Verständnis grundlegender Mechanismen zu vertiefen, die für eine Vielfalt von Prozessen im Bereich der kondensierten Materie relevant sind

20.6.2012

Prof. Dr. Nicola Spaldin

ETH Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich, Schweiz

From multiferroics to cosmology: Scaling behaviour and beyond in the hexagonal manganites

A key open question in cosmology is whether the vacuum contains topological defects such as cosmic strings, believed to have formed as a result of symmetry-lowering phase transitions in the early universe. While there has been recent progress in direct inference of the existence of such cosmic defects through interpretation of observations of the cosmic microwave background, the alternative route of testing predicted scaling laws for topological defect formation (the so-called Kibble-Zurek mechanism) in condensed matter systems offers a more direct and considerably cheaper route to addressing the question. Here we show that the improper ferroelectric phase transition in the multiferroic hexagonal manganites displays the same symmetry-breaking characteristics as those proposed in early-universe theories, and that recently observed topologically protected domain vortex cores in the hexagonal manganites can therefore be used to test scaling laws of cosmic string formation. We present an analysis of the Kibble-Zurek theory of topological defect formation applied to the hexagonal manganites, discuss the conditions determining the range of cooling rates in which Kibble-Zurek behavior is expected, and show that recent literature data are consistent with our predictions. Finally, we explore experimentally for the first time to our knowledge the cross-over out of the Kibble-Zurek regime and find a surprising “anti-Kibble-Zurek” behavior.

Rückblick:
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