Arbeitsgruppe des FRM II entwickelt neues Bilddaten-Aufbereitungsverfahren. Ein internationales Forschungsteam hat an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universität München (TUM) eine neue Technik für bildgebende Verfahren entwickelt. Es wird in Zukunft nicht nur um ein Vielfaches besser aufgelöste Messungen mit Neutronen ermöglichen, sondern könnte auch die Strahlenbelastung bei Röntgenaufnahmen verringern. Auch moderne Kameras setzen immer noch auf das gleiche Prinzip wie vor 200 Jahren: Statt eines Films wird heute ein Bildsensor für eine bestimmte Zeit belichtet, um…

Ein Kommunikationsnetz, das auf den Gesetzen der Quantenphysik beruht, ist wegen der physikalisch garantierten Abhörsicherheit ein wichtiger Ansatz für mehr Sicherheit beim wachsenden Austausch sensibler Daten. Das Verbundprojekt „Quantenrepeater.Link“ (QR.X), das vom Bundesforschungsministerium mit rund 35 Millionen Euro gefördert wird, verfolgt dieses Ziel. Physiker der Universität Stuttgart sind maßgeblich an dem neuen Forschungsverbund zur Quantenkommunikation beteiligt.Die Teams um Prof. Peter Michler, Prof. Harald Giessen und Prof. Jörg Wrachtrup von der Universität Stuttgart betreuen Projekte in Höhe von 6,9 Millionen Euro….

Veröffentlichung in Nature Materials: Forschungsgruppe mit Beteiligung der Universität Stuttgart stellt neue Simulationsmethode zur Beschreibung der Anlagerung einer Flüssigkeit an einer Oberfläche vor. Flüssigkeiten, die Ionen oder polare Moleküle enthalten, werden für viele grüne Technologien wie Energiespeicherung, Elektrochemie oder Katalyse benötigt. Werden solche Flüssigkeiten an eine Grenzfläche wie beispielsweise eine Elektrode gebracht oder gar in einem porösen Material eingeschlossen, zeigen sie ein unerwartetes Verhalten, das über die bereits bekannten Effekte hinausgeht. Jüngste Experimente haben gezeigt, dass die Eigenschaften des verwendeten…

Biologische Membranen sind äußerst komplex: Sie bestehen nicht nur aus tausenden verschiedenen Lipid-Arten, sondern sind überdies asymmetrisch aufgebaut. Welchen biologischen Vorteil die hohe Komplexität haben könnte, wollen Saarbrücker Physiker um Prof. Jochen Hub herausfinden. Mithilfe einer neue Computer-Simulationsmethode haben sie Membranfusionen untersucht, die bei vielen biologischen Funktionen eine zentrale Rolle spielen. Die Ergebnisse könnten erste mögliche Erklärungen liefern. Sie wurden nun in Nature Communications veröffentlicht. Biologische Membranen sind aus tausenden verschiedenen Lipid-Arten zusammengesetzt, zudem sind sie asymmetrisch: Sie bestehen aus…

Neue Erkenntnisse zur Elementsynthese im Universum. Wie werden chemische Elemente in unserem Universum produziert? Woher kommen insbesondere schwere Elemente wie Gold oder Uran? Mithilfe von Computersimulationen zeigt ein Forschungsteam des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt gemeinsam mit Kollegen aus Belgien und Japan, dass die Synthese von schweren Elementen typisch ist für bestimmte sogenannte Akkretionsscheiben – das sind scheibenförmige Materieansammlungen, die schwarze Löcher umkreisen. Die vorhergesagte Häufigkeitsverteilung der gebildeten Elemente gibt Aufschluss darüber, welche schweren Elemente in zukünftigen Labors wie…

Mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) haben Astronominnen und Astronomen ein kleines schwarzes Loch außerhalb der Milchstraße entdeckt. Dies gelang durch die Ermittlung seines Einflusses auf die Bewegung eines Sterns in seiner unmittelbaren Nähe. Zum ersten Mal wurde diese Nachweismethode eingesetzt, um ein schwarzes Loch außerhalb unserer Galaxie zu entdecken. Die Methode könnte der Schlüssel zur Entdeckung verborgener schwarzer Löcher in der Milchstraße und in nahe gelegenen Galaxien sein. Sie könnte bei der Aufklärung des…

Durch den Einsatz von Techniken der künstlichen Intelligenz, die denen ähneln, die in autonomen Autos verwendet werden, hat ein Team der Universität Genf und der Universität Bern in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Disaitek eine neue Methode zur Entdeckung von Exoplaneten entwickelt. Diese könnte auf der Erde eingesetzt werden, um illegale Mülldeponien und Abfallablagerungen zu entdecken. Die meisten der bisher entdeckten Exoplaneten wurden mit der Transitmethode entdeckt. Diese Technik basiert auf einer Mini-Finsternis, die entsteht, wenn ein Planet vor seinem Stern…

Die Entwicklung einer autonomen Förde-Schifffahrt nimmt weiter Fahrt auf. Die Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH (FuE-GmbH) gab bekannt, dass die Forschungsplattform Wavelab im Rahmen des Projekts CAPTN Förde Areal von der Gebrüder Friedrich Schiffswerft in Kiel gebaut wird. Die Forschungsplattform in Form eines Katamarans wird aus Aluminium bestehen, ca. 20 Meter lang und acht Meter breit sein. Die ersten (teil)autonomen Fahrversuche sollen vor dem Marinearsenal in Kiel stattfinden. Die Wasserfläche ist für die zivile Schifffahrt gesperrt, durch eine Mole…

Fördermittel aus Corona-Aufbauprogramm REACT-EU stärken Forschungsinfrastruktur an der Universität Stuttgart. Die Quantenforschung der Universität Stuttgart erhält zwei neue Großgeräte, die richtungsweisende Innovationen im Bereich der Digitalisierung ermöglichen sollen. Hierfür hat das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg Fördermittel in Höhe von 2,5 Millionen Euro aus der Aufbauhilfe „REACT-EU“ bewilligt, die der Bewältigung der wirtschaftlichen und sozialen Folgen der COVID-19 Pandemie dient. Gefördert werden ein weltweit einmaliges, atomar auflösendes Mikroskop am neuen Zentrum für Angewandte Quantentechnologien (ZAQuant) sowie ein so…

Vor drei Jahren gelang es Jülicher Physikern, ein einzelnes flaches Molekül kontrolliert aufzurichten. Die Ergebnisse erschienen damals in der Fachzeitschrift Nature. Nun haben sie es nach monatelangem Experimentieren wieder umgeworfen. Die gewonnenen Einblicke sind ein wichtiger Schritt hin zu einer molekularen Fertigung in drei Dimensionen. Die Idee, elektrische Bauelemente und Schaltungen auf der Ebene der Atome und Moleküle ähnlich wie größere Maschinen Stück für Stück zusammenzusetzen, ist eines der zentralen Ziele der Nanotechnologie. Das aktuelle Ergebnis, das Jülicher Forschende mit…

Die exakte räumliche Ausrichtung von Materialproben zur Bestimmung ihrer physikalischen Eigenschaften unter extremen Bedingungen ist oft schwierig. Entwicklungskonstrukteur Stefan Findeisen und Physiker Dr. Hannes Kühne vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) haben mit „Rotax“ einen filigranen Zwei-Achs-Rotator entwickelt, der genau das kann. Nun soll das Gerät den Markt erobern. In vielen modernen Messaufbauten lassen sich die zu untersuchenden Proben nicht direkt ausrichten, da sie in einem komplexen Messkopf verbaut sind. Die Wissenschaftler*innen können sie dann nur durch Fernsteuerung korrekt positionieren. Trotzdem sollen…

Konstanzer Physiker modulieren freie Elektronen per Laserlicht zu Qubits – binäre Quantensysteme mit potentiellen Einsatzmöglichkeiten in der Quanteninformatik. Die Gesetze der Quantenphysik sind nicht nur außergewöhnlich – sie bieten auch weitreichende und einzigartige Möglichkeiten für die Informationsverarbeitung und die Kryptographie. Zu den bisherigen Grundbausteinen von Quanten-Maschinen zählen elektrische Schaltkreise in Form von supraleitenden Resonatoren, Licht in Form von Photonen oder Atome in Form von Ionenketten. Alle diese Quanten-Systeme haben jedoch auch ihre Nachteile, und die Wissenschaft sucht daher fortlaufend nach…

Ein mikrofluidischer Chip nimmt eine Wasserprobe auf, versetzt ihn mit den erforderlichen Chemikalien und befördert ihm zum Ort der Detektion. Wozu das Ganze? Auf diese Weise soll das Wasser vollautomatisiert und mit verschiedenen Parametern analysiert werden und das auch möglichst kostengünstig. Im Projekt MICROCHIP ist aus diesem Vorhaben ein weiterentwickelter Chipprototyp für Wasseranalysegeräte entstanden. Ob im Wasserwerk, Labor, in einem Schwimmbecken oder aus dem Wasserhahn – wer möchte da nicht eine schnelle und einfache Wasseranalyse zur Hand haben. Mit dem…

Studierende der Hochschule Albstadt-Sigmaringen (Studiengang IT Security) haben sich mit Sicherheitslücken eines Druckers von einem bekannten japanischen Hersteller befasst. Die Ergebnisse waren überraschend. IT-Schwachstellen betreffen nicht nur Computer, Smartphones oder Software, sondern können auch von Druckern ausgehen – damit hat sich jetzt eine Studierendengruppe des Studiengangs IT Security an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen beschäftigt. Geleitet wurde das Projekt von Prof. Holger Morgenstern und Simon Malik in Zusammenarbeit mit der Tübinger SySS GmbH. Die Studierenden erhielten ein aktuelles Multifunktionsgerät eines bekannten japanischen…

Mit Quanten lässt sich nicht nur rechnen, sondern auch messen und kommunizieren. Diese einzigartige Kombination ermöglicht es, dass in den nächsten Jahren vielfältige Produkte im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik und auf dem Sensorikmarkt entstehen können. Damit sich die Hersteller grundlegende Prinzipien der Quantenmechanik zunutze machen können, benötigen sie hochspezialisierte Anlagen und Prozesse. Mit Geldern der Europäischen Union und des Landes Berlin haben Forschende des Fraunhofer IZM nun einen Gerätepark geplant, mit dem sie Quantentechnologien auf Glasbasis weiterentwickeln wollen. Quantenobjekte…

Permanent strömt eine Vielzahl an Informationen über die Augen in unser Gehirn. Die Hirn-Aktivität können Wissenschaftler mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) messen. Die genaue Messung der Augenbewegungen während eines MRT-Scans verrät Wissenschaftlern zudem sehr viel über unsere Gedanken, Erinnerungen und derzeitigen Ziele, aber auch über Erkrankungen unseres Gehirns. Forscher vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig und vom Kavli Institute for Systems Neuroscience in Trondheim haben nun eine Software entwickelt, die mithilfe von Künstlicher Intelligenz Blickposition und Augenbewegungen aus MRT-Bildern…