Magnetometrie auf Basis von Farbzentren in Diamant und magnetooptische Bildgebung ergänzen sich – Fortschritt in Richtung künftiger Datenspeicher. Das genaue Verständnis von magnetischen Strukturen ist ein Herzstück der Festkörperphysik. Auf dem Gebiet werden zurzeit große Forschungsanstrengungen unternommen, um in Zukunft winzige magnetische Strukturen als Informationsträger in der Datenverarbeitung nutzen zu können. Physiker der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) haben nun eine neue Methode zur Untersuchung magnetischer Strukturen vorgestellt, bei der zwei Techniken kombiniert werden. Damit konnten…
Am 28. Februar 2011 auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung als eines von drei nationalen Kompetenzzentren für Cybersicherheit am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründet, hat das Kompetenzzentrum für Angewandte Sicherheitstechnologie, kurz KASTEL, die IT-Sicherheitsforschung erfolgreich vorangetrieben. Nach einem Jahrzehnt wird diese Arbeit nun – weiter unter dem Namen KASTEL – unter anderem im eigens gegründeten Institut für Informationssicherheit und Verlässlichkeit des KIT unbefristet fortgesetzt. Zu den zentralen Themen der nächsten Jahre zählt die IT-Sicherheit mit Blick auf…
Studie zur Autofabrik der Zukunft erschienen Wie kann die Automobilproduktion in Zeiten immer größerer Variantenvielfalt und immer schnellerer Produktzyklen wettbewerbsfähig bleiben? Die neue Studie »At the end of the line – How automakers can embrace flexible production« [1] sieht die Lösung zumindest für das Premiumsegment in einer intelligent vernetzten, sich selbst organisierenden Fertigung. Das bedeutet ein Umdenken gegenüber dem heute etablierten Perlenketten-Prinzip, wie die Studienautoren von Strategy& Deutschland, der Strategieberatung von PwC, und dem Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung…
Helikopter sollen schneller, umweltfreundlicher und leiser werden. Am RACER-Demonstrator arbeitet ein internationales Team unter der Leitung von Airbus Helicopters (AH) an technischen Lösungen für diese Ziele. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben eine aerodynamisch formoptimierte Rotorkopfverkleidung für den neuartigen Hubschrauber designt. Sie soll den Energieverbrauch senken und höhere Geschwindigkeiten ermöglichen. Senkrechtstarter sind im Flugverkehr unverzichtbar, wenn keine Start- und Landebahn zur Verfügung steht: Etwa bei der Bergrettung, Einsätzen auf Ölplattformen oder zur medizinischen Versorgung abgelegener Gebiete. Konventionelle Hubschrauber verbrauchen…
Das Rennen um den Quantencomputer ist im vollen Gange. In der Grundlagenforschung gehört Deutschland schon lange zur Weltspitze. Ein Zusammenschluss des Forschungszentrums Jülich mit dem Halbleiter-Hersteller Infineon will die Ergebnisse nun gemeinsam mit Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft (IAF, IPMS), der Leibniz-Gemeinschaft (IHP, IKZ), den Universitäten in Regensburg und Konstanz sowie dem Quanten-Startup HQS in die Praxis bringen. Ziel ist ein Halbleiter-Quantenprozessor „Made in Germany“, der auf dem „Shutteln“ von Elektronen basiert und mit in Deutschland verfügbarer Technologie realisiert werden soll. Das…
Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Bielefeld erforschen neue Form der Mensch-Maschine-Interaktion Bewerbungen aussortieren, Röntgenbilder begutachten, eine neue Songliste vorschlagen – die Mensch-Maschine-Interaktion ist inzwischen fester Bestandteil des modernen Lebens. Grundlage für solche Prozesse künstlicher Intelligenz (KI) sind algorithmische Entscheidungsfindungen. Da diese in der Regel aber schwer nachzuvollziehen sind, bringen sie häufig nicht den erhofften Nutzen mit sich. Um das zu ändern, diskutieren Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Bielefeld, wie die Erklärbarkeit künstlicher Intelligenz verbessert und an die Bedürfnisse der Menschen…
Mit einem neuen Verfahren analysieren Physiker der TU Bergakademie Freiberg in Kooperation mit Forschenden aus Berkeley (USA) und Hamburg erstmals die Prozesse in einem Modellsystem für organische Solarzellen innerhalb von Femtosekunden bis ins Detail. Die Ergebnisse lassen sich zur Entwicklung hochleistungsfähiger und effizienter Solarzellen nutzen. Der Schlüssel sind ultraschnelle Lichtblitze, mit denen das Team um Dr. Friedrich Roth am FLASH in Hamburg, dem weltweit ersten Freie-Elektronen-Laser im Röntgenbereich, arbeitet. „Die besonderen Eigenschaften dieser Röntgenquelle haben wir uns zu Nutze gemacht…
Strömungstechniker und Elektroingenieure entwickeln gemeinsam Turbinenschaufeln mit integrierten Spezialantrieben Durch den Einsatz optimierter Turbinen können künftig umweltfreundliche Gezeiten-Wasserkraftwerke wesentlich effizienter „grünen“ Strom erzeugen. Ingenieure der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickeln dafür Schaufelblätter mit eingebauten Motoren. Die integrierten Antriebe sorgen dafür, dass sich die Turbinenschaufeln während jeder Umdrehung optimal an die Wasserströmung anpassen und verhindern so einen gefährlichen Strömungsabriss. Dieser Begriff beschreibt die Ablösung der Strömung von der Oberfläche von Turbinenschaufeln, Flugzeugflügeln oder Rotorblättern. Die Folge ist, dass die Auftriebskräfte, die die Turbine…
Alkane, ein wichtiger Bestandteil des Kraftstoffs für Verbrennungsmotoren und eine wichtige Klasse von städtischen Spurengasen, gehen andere Reaktionswege ein als bisher angenommen. Diese Kohlenwasserstoffe, früher Paraffine genannt, produzieren dadurch große Mengen an hoch sauerstoffhaltigen Verbindungen, die zum organischen Aerosol und damit zur Luftverschmutzung in Städten beitragen können. Dies konnte ein internationales Forschungsteam jetzt durch Laborversuche mit modernster Messtechnik an der Universität Helsinki und am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) in Leipzig nachweisen. Die Ergebnisse dieser interdisziplinären Arbeit liefern entscheidende Informationen über…
Quanten-Kunststücke, die man bisher nur mit Photonen durchführen konnte, werden nun auch mit Atomen möglich: An der TU Wien konnte man quantenverschränkte Atomstrahlen herstellen. Kopf oder Zahl? Wenn wir zwei Münzen in die Luft werfen, hat das Ergebnis des einen Münzwurfs nichts mit dem Ergebnis des anderen zu tun. Münzen sind voneinander unabhängige Objekte. In der Welt der Quantenphysik ist das anders: Quantenteilchen können verschränkt sein, dann lassen sie sich nicht mehr als unabhängige Individuen betrachten, man kann sie nur…
Krebszellen sind Verwandlungskünstler. Das Team um Dr. Gaetano Gargiulo und Michela Serresi vom MDC ist den molekularen Mechanismen ihrer fortlaufenden Transformation auf den Grund gegangen. Im Fachblatt Science Advances stellen die Forschenden nun ihre Ergebnisse vor. Tumorzellen können viel Stress haben. Sie müssen sich gegen Attacken des Immunsystems oder Krebstherapien behaupten. Um andere Gewebe zu besiedeln, müssen sie sich aus ihrem Zellverband lösen, in die Blutbahn eintreten, die Reise durch den Körper überleben. Die Blutgefäße wieder verlassen und sich erneut…
Wie ein einzelliger Schleimpilz ohne zentrales Nervensystem kluge Entscheidungen trifft. Wenn wir uns an vergangene Ereignisse erinnern, können wir klügere Entscheidungen für die Zukunft treffen. Forscherinnen des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) und der Technischen Universität München (TUM) haben jetzt herausgefunden, wie der Schleimpilz Physarum polycephalum Erinnerungen speichern kann – obwohl er kein zentrales Nervensystem hat. Die Fähigkeit, Informationen zu speichern und abzurufen, verschafft einem Organismus einen klaren Vorteil bei der Nahrungssuche oder bei der Vermeidung von Gefahren. Bislang…
Während der Eiszeiten sinkt der Meeresspiegel, weil viel Wasser in den riesigen Festlandgletschern gespeichert ist. Rechenmodelle konnten die Höhe des Meeresspiegels und die Dicke der Gletschermassen für die letzten Eiszeiten aber nicht miteinander in Einklang bringen. „Problem des fehlenden Eises“ gelöst Während der Eiszeiten sinkt der Meeresspiegel, weil viel Wasser in den riesigen Festlandgletschern gespeichert ist. Rechenmodelle konnten die Höhe des Meeresspiegels und die Dicke der Gletschermassen für die letzten Eiszeiten aber nicht miteinander in Einklang bringen. Mit neuen Berechnungen…
Perowskit-Halbleiter gelten als vielversprechende Materialien für Solarzellen der nächsten Generation. Wie gut geeignet ein Halbleiter für die Anwendung in der Photovoltaik ist, lässt sich unter anderem an der sogenannten Photolumineszenz-Quantenausbeute erkennen. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein neues Modell entwickelt, mit dem sich die Photolumineszenz-Quantenausbeute von Perowskit-Schichten erstmals exakt bestimmen lässt. Darüber berichten sie in der Zeitschrift Matter. (DOI: 10.1016/j.matt.2021.01.019) Photovoltaik trägt wesentlich zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Entscheidend für den Wirkungsgrad von Solarzellen, die Lichtenergie direkt…
Das TU-Spin-Off-Unternehmen usePAT nutzt Ultraschalltechnik für industrielle Messungen – so kann man etwa einfacher und schneller als bisher Mikroplastik in Wasserproben nachweisen. Mikroplastik ist ein weltweites Umweltproblem: Es reichert sich in den Meeren an und wird von Tieren aufgenommen. Wie viel sich von welchen Plastiksorten in einer Umweltprobe befindet, ist schwierig zu messen. Normalerweise wird das Wasser gefiltert und der Rückstand chemisch untersucht. Nun gibt es eine viel einfachere Methode: Das TU-Spin-Off usePAT hat eine Technologie entwickelt, mit der man winzige…
Die Fähigkeit, ein Gen nur in einem bestimmten Zelltyp auszuschalten, ist für die modernen Lebenswissenschaften wesentlich. Dank des Cre-Controlled CRISPR ist es jetzt noch einfacher geworden. Die neue Methode, die von Forschern des Zentrums für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) an der TU Dresden mit Unterstützung des DRESDEN-concept Genome Center (DCGC) entwickelt wurde, bietet einen schnellen und einfachen Ansatz zur konditionalen Gen-Inaktivierung. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal „Nature Communications” veröffentlicht. Um die Funktion eines Gens zu entdecken, schalten Forscher es aus…
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