Seit Jahrzehnten wurden Teilchenbeschleuniger immer größer. Seit einigen Jahren gibt es jedoch eine Alternative: „Teilchenbeschleuniger im Tischformat“, die auf der Laseranregung von Kielwellen in Plasmen (laser wakefield) basieren. Solche kompakten Beschleuniger wären für künftige beschleunigergetriebene Lichtquellen interessant, werden aber auch für die Hochenergiephysik untersucht. Ein Team aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat eine Methode entwickelt, um den Querschnitt der so beschleunigten Elektronenpakete präzise zu vermessen. Dadurch rücken Anwendungen dieser neuen Beschleunigertechnologien für Medizin und Forschung…

Auftakt des ersten Forschungsprogramms am CAIS. „Digitale Demokratische Innovationen“ lautet der Titel des ersten Forschungsprogramms, das im Oktober am Center for Advanced Internet Studies (CAIS) in Bochum startet. Prof. Dr. Christoph Bieber leitet das Programm für die nächsten fünf Jahre am CAIS und wird in dieser Zeit von der Universität Duisburg-Essen freigestellt. Mit seinem Team wird er erforschen, wie sich die Demokratie in einer digitalen Gesellschaft verändert und wie man sie durch Digitalisierung fördern kann. Wie verändern sich politische Entscheidungsprozesse,…

Erfolgreiches Experiment an der TU Darmstadt… An der TU Darmstadt ist der weltweit erste Betrieb eines supraleitenden Linearbeschleunigers mit zweifacher Energie-Rückgewinnung gelungen. Das Experiment am Elektronen-Linearbeschleuniger der Universität (S‑DALINAC) wies nach, dass eine extreme Einsparung von Beschleunigerleistung möglich ist. Hochkomplexe Anlagen zur Beschleunigung elektrisch geladener Teilchen sind für die physikalische Grundlagenforschung und technische Anwendungen von großer Bedeutung. Die für viele Forschungsfelder notwendige Entwicklung von Anlagen mit höheren Strahlströmen und verbesserter Strahlqualität stößt inzwischen an technologische und ökonomische Grenzen. Einen Ausweg…

Ein Team von Forschern aus Harvard, dem MIT und dem Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe entwickelte Experimente und eine Theorie zur Erklärung des hydrodynamischen Elektronenflusses in 3D-Metallen und beobachtete ihn zum ersten Mal mit einer neuen Bildgebungstechnik. Elektronen fließen durch die meisten Metalle eher wie ein Gas als wie eine Flüssigkeit, was bedeutet, dass sie nicht miteinander wechselwirken. Zwar wurde schon lange Zeit vermutet, dass Elektronen unter bestimmten Bedingungen auch wie eine Flüssigkeit fließen könnten, aber erst jüngste Fortschritte…

In dem neu gegründeten Spezialforschungsbereich TACO untersuchen Forschende von TU Wien und Uni Wien gemeinsam grundlegende Prozesse, die an komplexen Materialien ablaufen. Lassen sich Materialien zähmen? Der Spezialforschungsbereich TACO, kurz für TAming COmplexity in Materials Modeling, stellt sich dieser Herausforderung. Denn komplexe neue Materialien wecken nicht nur das wissenschaftliche Interesse bei Physiker_innen und Chemiker_innen, auch versprechen sich die Wissenschaftler_innen einen konkreten Nutzen von neuen Oxidverbindungen. TACO und seine 10 Teilprojekte stellten sich am 27. und 28. September an der TU…

BCI-Forschung… An der TU Graz ist es erstmals gelungen, aus menschlichen Hirnsignalen die Absicht einer kontinuierlichen Bewegung auszulesen. Der Erfolg ermöglicht eine natürlichere und nichtinvasive Steuerung von Neuroprothesen in Echtzeit. Sie sollen querschnittgelähmten Menschen ein Stück Bewegungsfreiheit und damit mehr Lebensqualität zurückbringen: Sogenannte Brain-Computer-Interfaces (BCIs), das heißt Gehirn-Computer-Schnittstellen, die die Hirnaktivität der Person messen und die elektrischen Ströme in Steuerungssignale für Neuroprothesen umwandeln. „Steuern nur durch Denken“, wie es Gernot Müller-Putz vereinfacht formuliert. Der Leiter des Instituts für Neurotechnologie der…

IT-Systeme sind aus dem Arbeitsalltag nicht mehr wegzudenken. Allerdings wird in großen Unternehmen die Software-Architektur zunehmend komplexer und damit immer schwieriger zu überblicken. Schwachstellen sind daher nur mit großem Aufwand zu identifizieren. An der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) wird eine neuartige Analysemethode entwickelt, die mit Hilfe künstlicher Intelligenz den Software-Aufbau in Bilder übersetzt – und auf diese Weise schnell und kostengünstig den Optimierungsbedarf offenlegt. Die schnelle Bewertung von Software-Architektur und die Analyse der Zukunftsfähigkeit ist branchenübergreifend immens wichtig für alle Firmen,…

Forscher der Universität Göttingen untersuchen Systeme mit Computersimulationen. Lebende Systeme lassen sich nicht so einfach mit den Standardgesetzen der Physik verstehen, wie dies bei Gasen, Flüssigkeiten oder Festkörpern der Fall ist. Lebende Systeme sind aktiv und zeigen faszinierende Eigenschaften: Sie können sich an ihre Umgebung anpassen, selbst antreiben oder auch selbst reparieren. Forscher der Universität Göttingen haben Modelle für solche aktiven Systeme mit Hilfe von Computersimulationen analysiert und eine neue Art von Ordnungseffekt entdeckt. Dieser wird durch eine einfache mechanische…

mFund-Projekt meinGrün abgeschlossen… Mit Abschlussworkshop und öffentlicher Präsentation geht das Projekt „meinGrün – Informationen und Navigation zu urbanen Grünflächen in Städten“ zu Ende. Zentrales Ergebnis ist die meinGrün-App, mit der Nutzer*innen in den Pilotstädten Dresden und Heidelberg bekannte und unbekannte Grünflächen und den Weg dorthin neu entdecken können. Das Projetteam hat darüber hinaus wichtige Voraussetzungen dafür geschaffen, dass die meinGrün-Infrastruktur auch in anderen Städten in Deutschland und international genutzt werden kann. Gefördert wurde das Projekt im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND…

FALKE steht für „Fähigkeit des Abfangens von in gesperrte Lufträume eindringenden Kleinfluggeräten durch zivile Einsatzmittel“. Das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit rund 2,1 Millionen Euro geförderte Projekt FALKE entwickelt ein Gesamtkonzept zur Abwehr von illegal operierenden Drohnen (Unmanned Aerial Systems – UAS) am Flughafen Hamburg.Unter Beachtung der unterschiedlichen Zuständigkeits- und Verantwortungsbereiche soll dieses Gesamtkonzept automatisierte und standardisierte Lösungen bereitstellen, so dass das Konzept als Blaupause auch für andere Flughäfen verwendet werden kann. Vom 21. bis 23….

Berechnungen des exotischen, experimentell schwer zugänglichen Kerns Zinn-100 mit neuesten ab-initio theoretischen Methoden liefern verlässliche Ergebnisse. Dies zeigen neue präzise Massenmessungen von in der Nuklidkarte benachbarten Indium-Isotopen, die mittels ausgefeilter Techniken am CERN möglich waren. Maßgeblich daran beteiligt waren Physiker aus der Abteilung von Klaus Blaum am MPI für Kernphysik. An den theoretischen Rechnungen hat die Max-Planck Fellow-Gruppe von Achim Schwenk an der TU Darmstadt mitgewirkt. Das Zinn-Isotop mit der Massenzahl 100 ist der schwerste mögliche Atomkern mit gleicher Anzahl…

Ein Forschungsteam aus Deutschland, China und den Vereinigten Staaten hat entdeckt, dass zwei aufeinander verdrehte Schichten aus MoS₂ zur Steuerung der kinetischen Energieskalen in Festkörpern verwendet werden können. Die Forscher zeigen, dass die Elektronen in MoS₂ nicht nur die elektronischen Eigenschaften des Materials kontrollieren, sondern auch destruktiv interferieren können, wodurch ihre Bewegung entlang bestimmter Pfaden zum Stoppen kommt. Durch diese Eigenschaft lassen sich exotische magnetische Zustände erzeugen. Die Arbeit von Forschern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD)…

Laser sind allgegenwärtig im täglichen Leben und in der Forschung. Würzburger Wissenschaftler entwickelten nun das Virtual-Reality-Laserlabor „femtoPro“, das komplexe Optikaufbauten in Echtzeit simuliert und ein augensicheres Training der Handhabung von Kurzpuls-Lasern ermöglicht. Im Alltag kennt man Laser aus zahlreichen Anwendungen wie dem Laserdrucker oder der Supermarktkasse. Industriell werden Laser bei der Materialbearbeitung zum Schneiden, Bohren und Beschriften eingesetzt, in der Medizin bei diagnostischen und therapeutischen Verfahren. Auch in der Forschung sind Methoden der Laserspektroskopie unverzichtbar. Die theoretische Ausbildung im Bereich…

Dauerhaft verschattete Mondkrater enthalten Eis, lassen sich jedoch nur schlecht ablichten. Ein selbstlernender Computeralgorithmus ermöglicht nun schärfere Bilder. In den Polarregionen des Mondes finden sich Krater und Senken, in die niemals Sonnenlicht fällt. Die bisher höchstaufgelösten Bilder aus der ewigen Nacht von 17 solcher Gebiete legt eine Gruppe von Forschern unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen heute in der Fachzeitschrift Nature Communications vor. Solche Gebiete könnten gefrorenes Wasser enthalten, was sie zu attraktiven Zielen für zukünftige Mond-Missionen…

Dass der Mars-Helikopter „Ingenuity“ derzeit den Roten Planeten erkundet, ist unter anderem einer Navigationstechnologie verdankt, die von Stephan Weiss, Professor für Regelung Vernetzter Systeme an der Universität Klagenfurt, mitentwickelt wurde. Drei Doktoranden von ihm werden von 4. bis 10. Oktober 2021 nun an der AMADEE-20 Marsmissionssimulation des Österreichischen Weltraumforums (ÖWF) teilnehmen und Daten zur Weiterentwicklung des Helikopters in der Negev Wüste in Israel sammeln. Da auf dem Mars keine GPS-Signale zur Verfügung stehen, brauchen alle Roboter, die zu Boden oder…

FAU-Physiker führen Elektronenpulse kontrolliert durch Nanostrukturkanal. Teilchenbeschleuniger sind unverzichtbare Werkzeuge in Forschungsbereichen wie Biologie, Materialwissenschaft und Teilchenphysik. Forschende sind ständig auf der Suche nach leistungsfähigeren Verfahren, um Teilchen zu beschleunigen, um bestehende Anlagen zu verbessern – und so die Kapazität für Versuche zu erhöhen. Eine solche leistungsfähigere Technologie ist die dielektrische Laserbeschleunigung. Hier werden Teilchen im optischen Nahfeld beschleunigt, das entsteht, wenn ultrakurze Laserpulse auf ein photonisches Gitter fokussiert werden. Wissenschaftlern vom Lehrstuhl für Laserphysik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist…