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Geladene Partikel trennen sich in der Schwerelosigkeit

Greifswald Geladene Partikel trennen sich in der Schwerelosigkeit

Greifswalder und Kieler Forscher untersuchen kleinste Partikel in Plasmen an Bord der früheren Kanzlermaschine „Konrad Adenauer“

Greifswald. Mikropartikel in Plasmen entmischen sich bereits bei allerkleinsten Ladungsunterschieden. Das konnten Physiker der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel in einem Experiment unter Schwerelosigkeitsbedingungen demonstrieren, informiert die Hochschule. Aus der Alltagserfahrung wisse man, dass sich Wasser und Öl nicht vermischen, heißt es zur Erklärung. Ähnlich würden sich Plasmen, also zwei Sorten geladener Partikel, verhalten, wenn der Ladungsunterschied zwischen beiden Sorten eine bestimmte Größe überschreitet.

Die Greifswalder Carsten Killer, Michael Himpel und Professor André Melzer haben zusammen mit Tim Bockwoldt, Stefan Schütt und Professor Alexander Piel von der Universität Kiel dafür Experimente auf sogenannten Parabelflügen durchgeführt. Dabei vollführt ein Flugzeug ein spezielles Manöver, bei dem an Bord für 22 Sekunden Schwerelosigkeit herrscht. Hierfür wurde der Airbus A310 „Zero-G“ genutzt, der zuvor als Kanzlermaschine „Konrad Adenauer“ im Einsatz war und vollständig umgebaut wurde. Das Team aus Greifswald und Kiel nimmt bereits seit mehr als zehn Jahren regelmäßig an Parabelflügen teil. Trotzdem war dieser Flug eine Premiere, da das Experiment für die geänderten Anforderungen des neuen Flugzeugs völlig neu aufgebaut werden musste. Die Untersuchungen in Greifswald und Kiel werden seit mehr als zehn Jahren vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert. Das aktuelle, mit 200000 Euro geförderte, Projekt „Kolloidale Plasmen unter Schwerelosigkeit:

Technologietransfer von Kiel nach Greifswald" läuft 18 Monate.

Bei dem aktuellen Experiment der Physiker wurden Mischungen aus zwei unterschiedlich großen Partikelsorten in eine Plasmaumgebung eingebracht. Dort erhielten diese dann entsprechend ihrer Größe leicht unterschiedliche elektrische Ladungen. Bereits Differenzen von weniger als drei Prozent führten zu der unerwarteten räumlichen Trennung der beiden Sorten aufgrund der elektrischen Ladungen innerhalb der Wolke. Für ihr Experiment markierten die Forscher dabei eine Sorte mit Fluoreszenzfarbstoffen, um sie unterscheiden zu können.

Die Entmischung geladener Partikel sei praktisch zum Beispiel bei der Herstellung von Metalllegierungen und in der Biologie relevant, wenn mikroskopische Objekte wie Zellen oder Viren für diagnostische Zwecke ver- oder entmischt werden könnten, heißt es.

Die Resultate der Untersuchung wurden gerade aktuell im renommierten Fachjournal Physical Review Letters (Phys. Rev. Lett. 116, 115002 - Published 14 March 2016) veröffentlicht.

OZ

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