Erstmals haben Physiker zwei auf mehrere Quantenobjekte verteilte Quantenbits miteinander verschränkt und deren Quanteneigenschaften erfolgreich übertragen. Damit ist ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von fehlertoleranten Quantencomputern erreicht. Die Wissenschaftler berichten darüber in der Fachzeitschrift Nature. Auch Computer können sich verrechnen. Schon kleine Störungen verändern gespeicherte Informationen und verfälschen das Rechenergebnis. Deshalb nutzen Rechenmaschinen Verfahren, um solche Fehler laufend zu korrigieren. Bei Quantencomputern lässt sich die Fehleranfälligkeit reduzieren, indem Quanteninformation nicht in einem einzelnen Quantenteilchen gespeichert, sondern in eine größere…
Internationales Team fordert langfristige Strategie für die Erforschung des Potenzials von Meeresorganismen als Produzenten lebensrettender Arzneimittel. Marine Wirkstoffe haben ein enormes Entwicklungspotenzial als lebensrettende Medikamente, z.B. in der Krebstherapie oder zur Behandlung viraler Infektionen. Dem gegenüber steht ein langwieriger und teurer Entwicklungsprozess vom marinen Wirkstoff bis zum zugelassenen Medikament. Ein internationales Team mit Beteiligung des GEOMAR Helmholtz Zentrums für Ozeanforschung Kiel fordert nun bessere Strategien und langfristige finanzielle Unterstützung bei der Erforschung mariner biologischer Ressourcen. In der renommierten Fachzeitschrift Natural…
Metalle und andere chemische Substanzen, die von den Kontinenten in den Ozean gelangen, beeinflussen dessen Chemie erheblich. Flüsse sind als Transportwege für diese Substanzen schon lange im Fokus der Forschung. Eine neue Studie mit Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, die jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications erschienen ist, zeigt aber, dass auch Grundwasseraustritte in Küstengewässern ungefähr ein Zehntel zu diesem Transport beitragen. In globalen Modellen von Stoffflüssen müssen sie daher stärker berücksichtigt werden als bisher. Flüsse transportieren…
Forschende der ETH Zürich haben mit einem Experiment untersucht, wie die ersten Schritte bei der Bildung von Aerosolen ablaufen. Ihre Erkenntnisse helfen nun, die Aerosolbildung – beispielsweise bei der Entstehung von Wolken in der Atmosphäre – besser verstehen und modellieren zu können. Aerosole sind feinverteilte Tröpfchen oder feste Partikel in einem Gas. Wolken beispielsweise sind in der Luft verteilte Wassertröpfchen und damit ein Aerosol. Die Bildung solcher Tröpfchen läuft in zwei Schritten ab: Zunächst bildet sich ein sogenannter Kondensationskeim. In…
Das Kompetenzzentrum Maschinelles Lernen Rhein-Ruhr (ML2R) hat seinen neuen Blog veröffentlicht: https://machinelearning-blog.de. In den Rubriken Anwendung, Forschung und Grundlagen geben Forschende des Kompetenzzentrums und renommierte Gastautor*innen spannende Einblicke in wissenschaftliche Erkenntnisse, interdisziplinäre Projekte und für die Praxis relevante Ergebnisse rund um Maschinelles Lernen (ML) und Künstliche Intelligenz (KI). Das Kompetenzzentrum ML2R trägt zukunftsweisende Technologien und Forschungsergebnisse in Unternehmen und Gesellschaft. Im Maschinellen Lernen liegt der Schlüssel für innovative KI-Technologien. Sie optimieren den Transport von Waren, verbessern die medizinische Diagnostik, automatisieren…
Ein Team um den LMU-Forscher Nicolai Siegel hat einen Mechanismus entschlüsselt, mit dem sich Erreger der afrikanischen Schlafkrankheit dem menschlichen Immunsystem entziehen. Daraus lässt sich viel für andere Infektionserkrankungen ableiten. Tag für Tag leistet unser Immunsystem Schwerstarbeit, wenn es darum geht, Infektionen abzuwehren. Es erkennt körperfremde Eiweiße, wie sie auf der Oberfläche von Bakterien, Viren oder Protozoen vorkommen. An diese sogenannten Antigene binden Abwehrzellen, und Folgeprozesse werden in Gang gesetzt. Im besten Fall eliminiert das Immunsystem die Erreger. Doch Pathogene…
Remdesivir ist das erste Medikament gegen Covid-19, das unter Auflagen in Europa zugelassen wurde. Der Wirkstoff soll die rasante Vermehrung des SARS-CoV-2-Erregers in menschlichen Zellen unterdrücken, indem er die virale Kopiermaschine, RNA-Polymerase genannt, stoppt. Forschende vom Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie und der Universität Würzburg haben nun aufgeklärt, wie Remdesivir die virale Polymerase während des Kopierens stört, sie aber nicht vollständig hemmt. Ihre Ergebnisse erklären, warum das Medikament eher schwach wirkt. „Nach komplizierten Untersuchungen kommen wir zu einem einfachen…
Robotik-Forschende der Universität Zürich zeigen, wie Drohnen vor dem Absturz bewahrt werden, sollte einer von vier Rotoren ausfallen. Dank eingebauten Kameras fliegen die Drohnen auch ohne GPS stabil weiter. Flugzeuge können problemlos weiterfliegen, wenn ein Motor ausfällt. Aber für Drohnen mit vier Propellern – auch Quadrokopter oder Quadrorotor genannt – stellt ein solcher Ausfall ein ernstes Problem. Funktionieren nur drei Rotoren, verliert die Drohne an Stabilität und stürzt unweigerlich ab – es sei denn, eine Notsteuerung setzt ein. Forschende der…
Im Kontext der personalisierten Medizin erlangen individuell zugeschnittene Therapieformen größere Bedeutung. Die richtige Wirkstofffindung und -dosierung sowie die Voraussage unerwünschter Nebenwirkungen stellen dabei zentrale Herausforderungen dar. Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet der Zellreprogrammierung bieten die Möglichkeit, Wirkstoffuntersuchungen direkt an dem von der Erkrankung betroffenen menschlichen Gewebe durchzuführen. Im Forschungsprojekt »StemCellFactory III« entwickelten Partner aus Industrie und Wissenschaft standardisierte und automatisierte zelluläre Systeme zur Wirkstofftestung sowie die personalisierte Pharmakotherapie im Bereich neuropsychiatrischer Erkrankungen. Das Projekt StemCellFactory III bestand insgesamt aus drei…
Uni Osnabrück am Projekt Agri-Gaia beteiligt Um die vielen Datensätze, die in der digitalisierten Landwirtschaft entstehen, über Betriebe und Hersteller hinweg austauschbar zu machen, erarbeitet das Projekt „Agri-Gaia“ eine herstellerübergreifende Infrastruktur für den Austausch von Daten. Die Universität Osnabrück ist mit dem Bereich Agrarfernerkundung und mit rechtswissenschaftlicher Expertise beteiligt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit insgesamt 12 Millionen Euro gefördert. Die Universität Osnabrück erhält einen Anteil von über einer Million Euro. Zur Schaffung eines sogenannten…
Schneller, kontrastreicher, informativer Die Xenon-Magnetresonanztomographie erlaubt Einblicke ins Körperinnere und eröffnet Möglichkeiten in der Diagnostik und Therapie von Krankheiten. Physiker vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) konnten die Detektionsmethode mit dem Edelgas Xenon nun entscheidend verbessern. An zwei Molekülen getestet und mit neuen technischen Tricks konnten sie aus einer Daten-Aufnahme in wenigen Sekunden mehr Bildinformationen gewinnen. Zudem wird weniger Kontrastmittel und kein Gadolinium benötigt, dessen mögliche Unverträglichkeit weiterhin diskutiert wird. Die Methode ist ca. 850-mal sensitiver als vergleichbare Kontrastmittel konventioneller…
Einer internationalen Forschungsgruppe um Quantenphysiker/innen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der schottischen Heriot-Watt University ist es gelungen, hochdimensionale Verschränkungen in Systemen aus zwei Photonen herzustellen und zu überprüfen. Damit lässt sich schneller und sicherer kommunizieren, wie die Wissenschaftler/innen in der Fachzeitschrift “Quantum” zeigen. Die Regeln der Quantenwelt versprechen neue Möglichkeiten für eine abhörsichere Kommunikation. Das funktioniert zum Beispiel, indem sich die Gesprächspartner/innen verschränkte Photonenpaare teilen. Das Problem mit diesem Ansatz ist, dass solche Systeme nicht so stabil sind, wie…
Ein internationales Forscherteam unter Federführung der Universität Bonn hat neuartige Antikörper-Fragmente gegen das SARS-Coronavirus-2 gefunden und weiterentwickelt. Diese „Nanobodies“ sind viel kleiner als klassische Antikörper. Sie dringen daher besser ins Gewebe ein und lassen sich leichter in größeren Mengen herstellen. Die Wissenschaftler am Universitätsklinikum Bonn haben die Nanobodies zudem zu potenziell besonders wirksamen Molekülen kombiniert, die gleichzeitig verschiedene Angriffspunkte des Virus attackieren. Der Ansatz könnte verhindern, dass sich der Erreger durch Mutationen dem Wirkstoff entzieht. Die Studie ist im Fachjournal…
Wissenschaftler simulieren großen Bereich der Nuklidkarte Mithilfe neuer Berechnungen lassen sich die Eigenschaften von fast 700 Isotopen zwischen Helium und Eisen vorhersagen. Sie zeigen, welche Atomkerne existieren können und welche nicht. In einem Beitrag in Physical Review Letters berichten Wissenschaftler der TU Darmstadt, der University of Washington, des kanadischen Forschungszentrums TRIUMF und der Universität Mainz, wie sie erstmals einen großen Bereich der Nuklidkarte basierend auf der starken Wechselwirkung simulierten. Atomkerne werden durch die starke Wechselwirkung zwischen Neutronen und Protonen zusammengehalten….
Es klingt paradox – in vielen Regionen unseres blauen Planeten könnte die Trinkwasserversorgung in naher Zukunft problematisch werden. Meerwasser ist salzhaltig und daher nicht trinkbar. Doch unter dem Meeresboden gibt es bislang ungenutzte Frischwasserreserven, auf die die Geowissenschaften erst seit Kurzem ihre Aufmerksamkeit richten. Eine neue Übersichtsstudie, die in der internationalen Fachzeitschrift Reviews of Geophysics veröffentlicht wurde, zeigt Möglichkeiten, die mit diesen Wasserressourcen verbunden sind, aber auch bestehende Wissenslücken. Trinkwasser ist eine lebenswichtige Ressource. Obwohl 70 Prozent der Erdoberfläche von…
Forschende des MDC haben eine neue Variante der CAR-T-Zell-Therapie entwickelt. Im Fachblatt „Nature Communications“ zeigt das Team, dass sich das Verfahren vor allem bei follikulären Lymphomen und chronisch-lymphatischer Leukämie, der häufigsten Form von Blutkrebs, als sehr effektiv erweist. In Krebszellen sieht die Körperabwehr für gewöhnlich keine Gefahr. Um diesen mitunter tödlichen Irrtum zu korrigieren, verfolgen Forschende eine raffinierte Idee: Man entnehme Krebspatient*innen ein paar Immunzellen und rüste sie im Labor derart auf, dass sie bestimmte Oberflächeneiweiße der entarteten Zellen erkennen….
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