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Ein Physikkonkret der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) erklärt den Physiknobelpreis 2023: Was ist Attosekundenphysik? Im Oktober jeden Jahres erfahren aktuelle und relevante wissenschaftliche Forschungen breite Aufmerksamkeit. Dann werden die Nobelpreise von der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften vergeben. Gestiftet vom Namensgeber Alfred Nobel werden seit 1901 Preise in den Kategorien Physik, Chemie, Medizin, Literatur und Friedensbemühungen an Personen verliehen, „die im verflossenen Jahr der Menschheit den größten Nutzen gebracht haben“ (Alfred Nobel). Im Jahr 2023 wurden die Arbeiten von Anne…

Ein neues System zur Röntgenbildgebung, das sich für lebende Proben, aber auch für empfindliche Materialien eignet, haben Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen mit Partnern in ganz Deutschland entwickelt. Mit ihm wird es möglich, Bilder mit mikrometergenauer Auflösung bei möglichst geringer Strahlendosis aufzunehmen. In einer Pilotstudie erprobten die Forschenden das Verfahren an lebenden parasitischen Wespen und konnten diese über 30 Minuten lang beobachten. Sie berichten in der Zeitschrift Optica. (DOI: 10.1364/OPTICA.500978) Röntgenbildgebung kann verborgene Strukturen und Prozesse in…

Weiterentwicklung der Reynoldsgleichung mit einem nichtlinearem Wandschlupfgesetz. Viele tribologische Systeme werden aus Effizienzgründen an ihren Belastungsgrenzen betrieben. Schmierspalte werden enger, Schmierfilme müssen größeren Belastungen standhalten. Für das zuverlässige Design solcher Systeme sind Entwicklung und Konstruktion auf präzise Berechnungsmethoden angewiesen. Bei der sogenannten Grenzschmierung versagen jedoch konventionelle Berechnungsansätze. Forschende am Fraunhofer IWM in Freiburg gelang es, die Mechanismen der Grenzschmierung aufzuklären und vorhersagbar zu machen. Damit eröffnen sie neue Gestaltungsmöglichkeiten für Hochleistungs-Tribosysteme. Ihren bahnbrechenden Ansatz stellen sie in einem renommierten Fachjournal…

Ein Navigationsgürtel hilft Sehbehinderten ihr Ziel zu erreichen. Man gibt über eine App die Strecke ein, die man zurücklegen möchte, drückt auf „Start“ und der Gürtel führt einen wie ein Kompass in die richtige Richtung. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben ein Kontaktierverfahren entwickelt, womit diese Orientierungshilfe – und E-Textiles allgemein -wirtschaftlicher, umweltfreundlicher und komfortabler hergestellt werden können. Der Navigationsgürtel hilft bei der Orientierung. (c) feelSpace Wenn man in eine Straße abbiegen muss, vibriert der naviGürtel®…

Eine absolut abhörsichere Kommunikation sowie der abhörsichere Transfer anderer Daten wird durch eine neue Technologie möglich, die auf Quantenmechanik basiert. Die Methode kann einfach in bestehende Herstellungsprozesse von Mikrochips und Prozessoren integriert werden und ist kostengünstig herzustellen. In der derzeitigen Kommunikation werden Daten mathematisch generiert verschlüsselt. Der dieser Verschlüsselung zugrunde liegende Algorithmus kann jedoch entschlüsselt werden. Die zahlreichen Cyberattacken weltweit zeigen die Schwachstellen der Datensicherheit auf. Setzt man jedoch Quantenobjekte für den Datentransfer ein, verlagert man die Datensicherheit direkt in…

Wissenschaftler des Zentrums für Seltene Erkrankungen am UKJ beschreiben neue Seltene Erkrankung, die auf Veränderung des Gens SLC4A10 beruht. Etwa 8.000 Seltene Erkrankungen sind in Deutschland bekannt. Viele davon, wie das Asperger-Syndrom oder die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, können genetisch bedingt sein. So auch eine neue Seltene Erkrankung, die Wissenschaftler vom Zentrum für Seltene Erkrankungen am Universitätsklinikum Jena (UKJ) gemeinsam mit internationalen Kollegen nun erstmals beschrieben, deren genetische Grundlagen erforscht und ihre zellulären Mechanismen aufgeklärt haben. Sie beruht auf der Veränderung des Gens…

Forschungsteam findet neue Details zu einem vielversprechenden Phänomen. Wer einen Eisennagel magnetisieren will, muss einfach mit einem Stabmagneten mehrmals über dessen Oberfläche streichen. Doch es gibt auch eine ungewöhnlichere Methode: Dass sich eine bestimmte Eisenlegierung mit ultrakurzen Laserpulsen magnetisieren lässt, entdeckte ein Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) bereits vor einiger Zeit. Die Forscher*innen haben diesen Prozess nun unter Beteiligung des Laserinstituts Hochschule Mittweida (LHM) eingehender untersucht und festgestellt, dass das Phänomen auch bei einer anderen Materialklasse auftritt. Die…

Die Aufklärung der chemischen Struktur der Eisen-Nitrogenase deutet auf bislang unbekannte Prinzipien der biologischen Stickstofffixierung hin. Nitrogenasen sind die einzigen biologischen Katalysatoren (Enzyme), die in der Lage sind, Stickstoff aus der Luft in bioverfügbaren Stickstoff umzuwandeln – ein Prozess, der für alles Leben auf der Erde unerlässlich ist. Nun ist es Forschenden des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg mit Hilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie gelungen, die Struktur des Eisen-Nitrogenase-Komplexes in seiner Gesamtheit aufzuklären und seine einzigartige molekulare Architektur zu enthüllen. Die…

Forschende von der ETH Zürich, Empa und Stanford haben Schnappschüsse der Kristallstruktur von Perovskit-Nanokristallen gemacht, während sie von angeregten Elektronen verformt wurde. Überraschend bog die Verformung die schiefe Kristallstruktur gerade, anstatt sie ungeordneter zu machen. In Kürze: Forschende haben extrem kurze Elektronenpulse benutzt, um damit Schnappschüsse von dem Kristallgitter von Perovskit-​Nanokristallen mit Pikosekunden-​Auflösung zu machen, während die Kristalle Photonen absorbierten. Es stellte sich heraus, dass die von den Photonen angeregten Elektronen das schiefe Kristallgitter der Nanokristalle geradebog, was zu einer…

Architekturprojekt der Hochschule Koblenz erhält Förderung für innovative Wohnkonzepte. Ein studentisches Architekturprojekt der Hochschule Koblenz hat eine Förderung in Höhe von 156.000 EUR vom Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität RLP erhalten. Der Kontakt wurde durch den Holzbau-Cluster RLP hergestellt. Das Projekt “HIVE HOME – Wohnen in der Stadt der Zukunft” unter der Leitung der Professoren Jo Ruoff und Stephan Jost widmet sich der Realisierung eines prototypischen, ökologischen Experimentalbaus aus Holz, entworfen von Studierenden der Hochschule Koblenz, der auf…

Bahnbrechende Studie enthüllt Geheimnisse der galaktischen Ausströmungen. Galaxien geben unter Umständen enorme Materiemengen an ihre Umgebungen ab, ausgelöst durch eine Vielzahl von Explosionen massereicher Sterne. Mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) wurde nun zum ersten Mal nachgewiesen, dass solche „galaktischen Winde“ keineswegs selten sind, sondern geradezu häufig stattfinden. Ein internationales Forschungsteam, das vom französischen Centre national de la recherche scientifique (CNRS) geleitet wurde, fand bei der Untersuchung einer Stichprobe von rund 100 Galaxien die für…

For­schen­de ha­ben erst­mals ge­zeigt, dass sich Mi­kro­ve­hi­kel über Ul­tra­schall durch die Blut­ge­fäs­se des Ge­hirns von Mäu­sen steu­ern las­sen. Dies soll der­einst neue The­ra­pien er­mög­li­chen, mit de­nen punkt­ge­nau Me­di­ka­men­te ver­ab­reicht wer­den. In Kür­ze Ei­ne in den ver­gan­ge­nen Jah­ren an der ETH Zü­rich ent­wi­ckel­te Tech­no­lo­gie zur Steue­rung von Mi­kro­ve­hi­keln mit Ul­tra­schall funk­tio­niert auch im Ge­hirn, wie For­schen­de nun zei­gen konn­ten. Als Mi­kro­ve­hi­kel die­nen Gas­bläs­chen. Die­se sind un­ge­fähr­lich und lö­sen sich nach ge­ta­ner Ar­beit auf. In Zu­kunft könn­ten die­se Mi­kro­ve­hi­kel mit Me­di­ka­men­ten be­stückt…

Neues Exzellenz-Projekt… Kahle Hänge, vertrocknete Waldstücke – die vergangenen Trockensommer haben vor Augen geführt, wie sensibel das Ernährungssystem von Bäumen ist. Anders als man landläufig meint, ist es noch nicht vollständig erforscht. Ein Exzellenz-Projekt der Universität Kassel will nun klären, ob und wie Bäume sogenannte Proteasen nutzen, um das wichtige Element Stickstoff aufzunehmen. Die Ergebnisse helfen nicht nur bei der nachhaltigen Bewirtschaftung von Wäldern im Klimawandel. An einem weiteren Projekt ist die Uni Kassel beteiligt. Stickstoff ist ein zentraler Baustein…

… im Lenze-Hochregallager. Automatisierte Lagersysteme sind eines der Steckenpferde des Automatisierungsspezialisten Lenze. Zusammen mit dem Fraunhofer IEM entwickelte Lenze einen KI-basierten Wartungsassistenten und kann die Reparatur und Instandhaltung seiner Hochregallager nun effizient und gezielt einplanen. So vermeidet das Unternehmen ungeplante Stillstände und spart Zeit und Kosten im eigenen Lager. Zukünftig können auch Kunden diese neue KI-Lösung für ihre Intralogistik einsetzen. Gefördert wurde die Zusammenarbeit der Lenze-Tochter encoway mit dem Fraunhofer IEM im it’s OWL-Projekt EASY. Leistungsfähige Antriebe und eine ausgeklügelte…

Studie zeigt natürliche Lösung zur Abschwächung von Auswirkungen des Klimawandels. Eine neue Studie zeigt eine natürliche Lösung zur Abschwächung von Auswirkungen des Klimawandels wie extremen Wetterereignissen auf. Forschende der Universität Leipzig, der Friedrich-Schiller-Universität Jena, des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig (iDiv) und anderer Forschungseinrichtungen fanden heraus, dass eine vielfältige Pflanzenwelt als Puffer gegen Schwankungen der Bodentemperatur wirkt. Dieser Puffer wiederum kann einen entscheidenden Einfluss auf wichtige Ökosystemprozesse haben. Ihre neuen Erkenntnisse haben die Wissenschaftler:innen im Fachjournal „Nature Geoscience“ veröffentlicht….

Wie die PTB für verlässliche Messungen sorgt. Es ist der erste Check dieser Art: Auf der derzeit laufenden Weltklimakonferenz COP 28 in Dubai steht zum ersten Mal eine globale Bestandsaufnahme des Pariser Klimaabkommens auf der Tagesordnung. Es geht also um die Frage, ob das 1,5-Grad-Ziel aus der Pariser Klimakonferenz 2015 noch erreichbar ist – und wie es heute generell um das Weltklima steht. Um Fragen wie diese zu beantworten, ist eine große Zahl von Messwerten nötig, die laufend rund um…