… zu den ungewöhnlichen Magnetfeldern von Uranus und Neptun. Tausende Grad heißes Eis? Wie es bei millionenfachem Atmosphärendruck entsteht und warum dieses leitende superionische Eis bei der Erklärung der ungewöhnlichen Magnetfelder der Gasplaneten Uranus und Neptun hilft, hat u.a. Sergey Lobanov vom GFZ Potsdam in Nature Physics publiziert. Eis ist nicht gleich Eis. Die feste Form von Wasser kommt in mehr als einem Dutzend verschiedener – mal mehr, mal weniger kristalliner – Strukturen daher, je nachdem, welche Bedingungen aus Druck…

Ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung von Planeten und ihrem jeweiligen Wirtsstern wurde in der Astronomie schon lange vermutet. Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, an dem auch Forschende des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS von der Universität Bern und der Universität Zürich beteiligt sind, liefert dafür nun erstmals empirische Belege – und widerspricht der langjährigen Annahme teilweise zugleich. Sterne und Planeten entstehen aus demselben kosmischen Gas und Staub. Im Verlauf des Entstehungsprozesses kondensiert ein Teil des Materials und bildet Gesteinsplaneten, der…

Wechselseitiges Feedback zwischen Mensch und Maschine in der Produktion. Der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) in der Produktion gleicht heute oft einer Einbahnstraße: Zwar können maschinelles Lernen und intelligente Algorithmen Fertigungsprozesse deutlich verbessern, doch fehlt es an einer Rückkopplung zwischen der lernenden KI und den Nutzenden, die über die Bewertung der errechneten Lösungen hinausgeht. Im Forschungsprojekt »GeMeKI« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT mit seinen Partnern drei KI-gestützte Assistenzsysteme für das Fügen, Trennen und Umformen. Neue Regelkreise ermöglichen wechselseitiges Lernen zwischen…

Ein deutsch-schwedisches Physikerteam um Erstautor Jens Christian Grauer von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) untersuchte ein spezielles System kolloidaler Teilchen, das sie mit Laserlicht anregten. Darin bilden sich selbst angetriebene Tröpfchen, die die Forschenden „Droploids“ nannten und in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications genauer beschreiben. Das Ganze ist oft mehr als die Summe der Teile – diese Weisheit ist Allgemeingut. Ein Sandwich schmeckt auch besser als die Einzelteile Brot, Salat und Mayonnaise. Dass dies auch in der Physik gilt…

Fraunhofer-Forschende entwickeln plenoptische High-Speed-Kamera. Forschende am Fraunhofer IZM entwickeln gemeinsam mit TecVenture, Optrontec Inc. und KAIST eine Hochgeschwindigkeitskamera, die mit einem Multilinsenarray ausgestattet ist und Aufnahmen mit einem erweiterten Tiefenschärfebereich ermöglicht. Die miniaturisierte Elektronik eignet sich beispielsweise für den Einsatz zur effizienten Schadensanalytik in industriellen Anwendungen oder für Forschungszwecke. Um die Kamera auch in rauen industriellen Umgebungen einsetzen zu können und einen kompakten Aufbau zu gewährleisten, wurde die Elektronik am Fraunhofer IZM mittels der Embedding-Technologie miniaturisiert. Mit der Beschleunigung von…

Studie entwickelt Konzept zur Datenerfassung. Forschende der TU Bergakademie Freiberg und der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg untersuchten, wie Lieferroboter und autonome Mikromobile künftig auf Gehwegen navigieren könnten – und auf welche Hürden die autonomen Kleinstfahrzeuge dabei stoßen. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) ermöglicht und fördert das Projekt. „Wenn Post, Pakete oder Pizza in der Zukunft statt vom klassischen Lieferwagen von autonomen Robotern bis vor unsere Haustür geliefert werden, wird es auf den Geh- und Radwegen in Städten zu…

Unter der Leitung der Empa und des International Iberian Nanotechnology Laboratory gelang es einem internationalen Forscherteam erstmals, Quanten-Spinketten aus Kohlenstoff zu bauen, wie sie in der aktuellen Ausgabe von «Nature» berichten. Mittels Rastertunnelmikroskopie lieferten sie experimentelle Beweise für eines der wichtigsten Modelle des Quantenmagnetismus: die Haldane-Phase, erstmals 1983 vorhergesagt von F.D.M. Haldane, einem der drei Träger des Physik-Nobelpreises 2016. Die Ergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis des Quanten-Magnetismus führen und einen Beitrag zum aufstrebenden Gebiet des Quantum Computing leisten. Wir…

Forschungsteam mit Göttinger Beteiligung beobachtet schnellere geladene Teilchen. Protuberanzen schweben als riesige Wolken über der Sonne, gehalten von einem Stützgerüst aus magnetischen Kraftlinien, deren Fußpunkte in tiefen Sonnenschichten verankert sind. Die dort stets herrschenden Strömungen bewegen das Stützgerüst und damit die Protuberanz. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen und der Institute für Astrophysik aus Paris, Potsdam und Locarno hat beobachtet, dass in den Sonnenprotuberanzen die ionisierte Eisen-Atome um bis zu 70 Prozent schneller sind als neutrale Helium-Atome. Die Ergebnisse der Studie…

Forschende entwickeln neuartiges Verfahren zur Erkennung von Gefahren. Zahlreiche Sensorsysteme in der Nordsee erfassen Wind, Luftfeuchtigkeit, Sonnenstunden und viele weitere Umweltparameter. Bei Ereignissen wie einer plötzlich einsetzenden Sturmflut oder extremen Algenblüten, die das Ökosystem Meer dramatisch beeinflussen können, soll Künstliche Intelligenz (KI) künftig autonom und frühzeitig ungewöhnliche Veränderungen in Sensordaten erkennen und geeignete Aktionen auslösen. Im Projekt ChESS (Change Event based Sensor Sampling) entwickeln das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), die Carl von Ossietzky Universität Oldenburg und die Jade…

Aus wenigen Atomschichten bestehende Materialien zeigen Eigenschaften, die durch die Quantenphysik bestimmt sind. In solchen Schichtpaketen lassen sich mit infrarotem Licht Schwingungen der Atome auslösen. Für das Quantenmaterial Bornitrid wurde jetzt erstmals nachgewiesen, dass ultraschnelle atomare Schwingungen innerhalb der Schichten, sog. transversal optische Phononen, direkt an Bewegungen der Schichten gegeneinander koppeln. Für ein Zeitintervall von ca. 20 Pikosekunden bewirkt diese Kopplung eine Frequenzverschiebung der optischen Phononen und der zugehörigen optischen Resonanz. Dieses Verhalten ist eine genuine Eigenschaft des Quantenmaterials und…

Wenn Licht mit Materie wechselwirkt kann dies das Verhalten des Materials grundlegend verändern. Je nach Art der Wechselwirkung laufen manche chemische Reaktionen anders ab, werden Stoffe magnetisch oder ferroelektrisch oder beginnen, Strom ohne Verluste zu leiten. Besonders interessant sind Fälle, in denen nicht einmal eine reale Lichtquelle notwendig ist, weil schon die bloße Möglichkeit der Existenz von Licht oder seines Quantenäquivalents, der Photonen, das Verhalten von Materie verändern kann. Theoretiker versuchen, diese faszinierenden Phänomene zu beschreiben und vorherzusagen, weil sie…

Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile haben Astronom:innen 42 der größten Objekte im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter abgelichtet. Nie zuvor war eine so große Gruppe von Asteroiden so scharf abgebildet worden. Die Beobachtungen zeigen ein breites Spektrum an eigenartigen Formen, von kugelförmig bis hin zu Hundeknochen, und helfen den Astronom:innen, die Ursprünge der Asteroiden in unserem Sonnensystem zu ergründen. Die scharfen Bilder dieser 42 Objekte sind ein großer Fortschritt bei der Erforschung von…

Eine neue Studie unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik zeigt, dass massereiche Sterne doppelt so viel Kohlenstoff produzieren, wenn sie einen Begleitstern haben. Die Wissenschaftler stützen sich dabei auf neue, hochmoderne Computersimulationen. Ihre Erkenntnisse sind ein wichtiger Schritt um besser zu verstehen, wo die Elemente, aus denen wir bestehen, ihren kosmischen Ursprung haben.   Der kosmische Ursprung von Kohlenstoff, einem grundlegenden Baustein des Lebens, ist immer noch ungeklärt. Massereiche Sterne spielen eine wichtige Rolle bei der Synthese aller schweren Elemente,…

Es gibt eine ganze Reihe von Gründen dafür, dass das Standardmodell der Teilchenphysik nicht vollständig ist. Eine sehr interessante Option sind hierbei neuartige Wechselwirkungen von Neutrinos. Diese extrem schwach wechselwirkenden Teilchen können Lichtjahre von Blei ungehindert durchdringen und auch solch neuartige Physik würde nur zu sehr kleinen Effekten führen, die sehr schwer nachweisbar sind. Das CONUS-Experiment sucht u.a. nach diesen Effekten, und die CONUS-Kollaboration hat nun erste Ergebnisse publiziert, die für bestimmte theoretische Richtungen bereits die weltbesten Grenzen liefern. Das…

Interview mit Prof. Alois Knoll… Ein Team der Technischen Universität München (TUM) hat in den Projekten Providentia und Providentia++ vielbefahrene Straßen mit modernster Sensortechnik ausgestattet. Mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI) werden die Daten zu einem digitalen Zwilling verarbeitet, der ein Abbild der realen Verkehrssituation darstellt. Projektleiter Alois Knoll, Professor für Robotik, Künstliche Intelligenz und Echtzeitsysteme, erläutert im Interview die Vision dahinter – und was getan werden muss, um beim Thema digitale Mobilität zukunftsfähig zu bleiben. Herr Prof. Knoll, im Forschungsprojekt…

5,5 Millionen Euro für die Physik der kleinsten Teilchen – Gießener Physikalische Institute erfolgreich bei der BMBF-Verbundförderung. Die Erforschung atomarer und subatomarer Teilchen in nationalen und internationalen Großforschungseinrichtungen stehen im Fokus von Arbeitsgruppen an deutschen Universitäten, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dem Verbundforschungsprogramm „Teilchen“ fördert. Gießener Arbeitsgruppen aus den Physikalischen Instituten der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) engagieren sich insbesondere bei der derzeit bei Darmstadt im Bau befindlichen internationalen Forschungseinrichtung FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research). Um…