In Duisburg haben Forschende einen Effekt sichtbar gemacht, der sich in kaum vorstellbar kurzer Zeit abspielt: Ein Laserpuls kann die magnetische Ordnung einer Eisenschicht teilweise aufheben. Wie stark die Entmagnetisierung ausfällt, hängt dabei entscheidend von der Dicke des Materials ab.

Bei einer nur zwei Nanometer dünnen Eisenschicht war sie rund 75 Prozent stärker als bei einer 16 Nanometer dicken Schicht – obwohl die Stärke der Laseranregung gleich blieb. Der Einfluss der Schichtdicke war zwar schon vermutet worden. Wie groß der Effekt tatsächlich ist und dass er in den magnetischen Eigenschaften des Materials steckt, kam für das Forschungsteam jedoch überraschend.

Weniger Nachbarn, weniger Halt

Im Mittelpunkt stehen Elektronenspins. Ihre gemeinsame Ausrichtung bestimmt den Magnetismus des Eisens. In einer dünnen Schicht befindet sich ein größerer Anteil dieser Spins an den Materialgrenzflächen. Dort haben sie weniger Nachbarn, mit denen sie magnetisch wechselwirken können. Ihre Ordnung lässt sich deshalb durch einen Laserpuls leichter stören.

Andere Erklärungen passten nicht zu den Messungen: Unterschiede bei der Lichtabsorption oder Schwingungen des Atomgitters konnten den Effekt nicht erklären. Das ist ein kleiner, aber wichtiger Unterschied – die Schicht wird nicht bloß anders vom Licht getroffen, ihre magnetische Ordnung ist an den Grenzflächen tatsächlich empfindlicher.

Röntgenblicke auf extrem schnelle Veränderungen

Für die Untersuchungen nutzten die Forschenden die FemtoSpeX-Röntgenquelle am Elektronenspeicherring BESSY II des Helmholtz-Zentrums Berlin. Mit ultrakurzen Röntgenpulsen konnten sie die sehr schnellen magnetischen Veränderungen beobachten. Ohne diese Momentaufnahmen wäre der Vorgang praktisch vorbei, bevor man überhaupt messen könnte.

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Beteiligt waren Forschende der Universität Duisburg-Essen (UDE), des Helmholtz-Zentrums Berlin, des Fritz-Haber-Instituts Berlin, der Universität Konstanz, der TH Wildau und des SLAC National Accelerator Laboratory. Die UDE übernahm unter anderem die Studienidee, die Probenherstellung, die Datenanalyse sowie theoretische Untersuchungen zur magnetischen Ordnung an den Grenzflächen.

Veröffentlicht wurden die Ergebnisse 2026 in der Fachzeitschrift Advanced Science. Die Studie trägt den Titel „Nanoscale Confinement Enhances Ultrafast Demagnetization“, DOI: 10.1002/advs.77058.

Laser als mögliche Schreibnadel

Langfristig könnten die Ergebnisse in die Entwicklung magnetischer Speichermedien einfließen, bei denen Informationen mit ultrakurzen Laserpulsen geschrieben werden. Bis daraus ein Bauteil für den Alltag wird, bleibt allerdings einiges zu tun: Geeignete Laserquellen müssten in elektronische Bauteile integriert und sehr kleine Speicherbereiche gezielt angesteuert werden. Gerade dieser letzte Punkt klingt auf dem Papier klein, ist in der Praxis aber ein ordentliches Stück Arbeit.

Bei der Recherche zur angegebenen Dissertation auf dem FU-Berlin-Server ließ sich das erforderliche Anubis-JavaScript nicht laden; als mögliche Ursache wird eine Überlastung des Servers genannt. Anubis soll den Server vor automatisiertem Abrufen durch KI-Unternehmen und andere Scraper schützen. Dafür setzt das System ein Proof-of-Work-Verfahren nach dem Vorbild von Hashcash ein, einem Konzept zur Verringerung von E-Mail-Spam.

Die zusätzliche Rechenlast soll bei einzelnen Zugriffen gering bleiben, sich bei massenhaftem Scraping aber summieren und automatisierte Abrufe verteuern. Beschrieben wird das als vorläufige Lösung, während an der Erkennung von Headless-Browsern gearbeitet wird. Dafür können unter anderem Unterschiede beim Rendern von Schriftarten herangezogen werden.

Moderne JavaScript-Funktionen sind dafür nötig. Erweiterungen wie JShelter können sie deaktivieren; Nutzer sollen JShelter oder vergleichbare Erweiterungen für diese Domain deaktivieren und die Seite anschließend neu laden.