Wie sich die Kommunikation zwischen zwei Quantenpunkten mit Licht beeinflussen lässt, hat nun eine Gruppe am HZB theoretisch ausgearbeitet. Dabei zeigt das Team um Annika Bande auch Wege, um den Informations- bzw. Energieübertrag von einem Quantenpunkt zum anderen zu kontrollieren und zu speichern. Zu diesem Zweck berechneten die Forschenden die Elektronenstruktur von jeweils zwei so genannten Nanokristallen, die als Quantenpunkte fungieren. Mit den Ergebnissen lässt sich die Bewegung von Elektronen in Quantenpunkten in Echtzeit simulieren. Sogenannte Quantenpunkte sind eine neue…

Die Hände schon desinfizieren, während man die Tür öffnet. Ein interdisziplinäres Gründungsteam aus Studenten und Absolventen der Universität und Universitätsmedizin Göttingen (UMG) entwickelt zurzeit einen Desinfektionsmittelspender, der die klassische Türklinke ersetzt – also Spender und Türöffner in einem ist. Gemeinsam mit der Gründungsförderung der Universität konnte das Team „Magnus“ ein Exist-Gründerstipendium des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie in Höhe von 117.000 Euro einwerben. Damit kann das Team nun das Produkt ein Jahr lang zur Anwendung in medizinischen Einrichtungen und Pflegeheimen…

Mit 12 Millionen Euro fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen von »Vertrauenswürdige Elektronik (Zeus)« das Verbundforschungsprojekt „Silhouette“ (Silicon Photonics for Trusted Electronic Systems). Ziel des Projektes ist es, sichere Kommunikationssysteme dank lichtbasierter Datenübertragung und -berechnung zu entwickeln. Zwei Institute der TU Dresden sind mit der Förderung von rund 3 Millionen Euro an diesem Forschungsvorhaben beteiligt: das Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik (IAVT) und die Gruppe für Integrierte Photonische Bauelemente (IPB) des Instituts für Nachrichtentechnik….

In einer internationalen Kooperation haben Laserphysiker der LMU erstmals einen „hybriden Plasmabeschleuniger“ gebaut. Teilchenbeschleuniger sind für einige der spektakulärsten wissenschaftlichen Entdeckungen der Neuzeit verantwortlich. Sie sind u.a. der Grund, warum wir wissen, wie Materie aufgebaut ist. Bei der Weiterentwicklung einer neuen, kompakten Generation von Teilchenbeschleunigern ist einem Team von Laserphysikern um Prof. Stefan Karsch von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und des Max-Planck Instituts für Quantenoptik in Kooperation mit Forschern des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), des Laboratoire d’Optique Appliquee aus Paris (LOA),…

Neues Forschungsfeld startet durch … Mit einer jungen experimentellen Methode lassen sich topologische Phänomene viel schneller, günstiger und flexibler untersuchen. Erst vor knapp zwei Jahren haben Forscher:innen des Exzellenzclusters ct.qmat “Topolektrische Schaltkreise” realisiert und wichtige Pionierarbeiten zu deren Verständnis geleistet. Nun ist dem Team um den Würzburger Physiker Ronny Thomale erneut ein Durchbruch gelungen: Die Beobachtung topologischer Effekte in einem Schaltkreis, der mittels dämpfender und verstärkender Elemente Energie mit seiner Umgebung austauschen kann. Die theoretische Grundlage hierfür könnte in Zukunft…

Der quasi-quantisierte Hall-Effekt ist ein drei-dimensionaler Verwandter des Quanten-Hall-Effekts in zwei dimensionalen Systemen. Der Quanten-Hall-Effekt spielt traditionell nur in zweidimensionalen Elektronensystemen eine Rolle. Kürzlich jedoch wurde eine dreidimensionale Version des Quanten-Hall-Effekts im Dirac-Halbmetall ZrTe5 beschrieben. Es wurde vorgeschlagen, dass diese Version aus einer magnetfeldinduzierten Fermi-Oberflächeninstabilität resultiert, die das ursprünglich drei-dimensionale Elektronensystem in einen Stapel von zwei-dimensionalen Elektronensystemen umwandelt. Jetzt haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden, an der Technischen Universität Dresden, am Brookhaven National Laboratory in…

Durch die Kartierung der Bewegungen von Galaxien in riesigen Filamenten, die das kosmische Netz verbinden, entdeckten Astronomen am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in China und Estland, dass sich diese langen Ströme aus Galaxien auf Skalen von Hunderten von Millionen Lichtjahren drehen. Eine Rotation in dieser Größenordnung wurde bisher noch nie beobachtet. Die in Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse deuten an, dass Drehimpulse auf noch nie dagewesenen Skalen erzeugt werden können. Kosmische Filamente sind riesige…

Die Forschungsstandorte Jülich und Würzburg werden gemeinsam Quanten-Phänomene topologischer Materialien und deren Chancen für das Quantencomputing erkunden. Der Freistaat Bayern fördert das Vorhaben mit 13 Millionen Euro. An der Entwicklung von Quantencomputern arbeiten weltweit viele Forschungsgruppen. Wenn derartige Computer einmal praxistauglich sind, hätte das viele Vorteile: Sie würden nur wenig Energie verbrauchen und mit einer extrem schnellen Rechenleistung und einer hohen Datensicherheit aufwarten. Auf dem Weg dorthin stehen aber noch einige technische Hürden. Um hier weitere Fortschritte zu erreichen, intensivieren…

Neues Modell erklärt 3D-Quantenmaterial … Wissenschaftler des Exzellenzclusters ct.qmat – Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien haben ein neues Verständnis davon entwickelt, wie sich Elektronen in starken Magnetfeldern verhalten. Damit lassen sich erstmals Messungen erklären, die sich während der Stromleitung in dreidimensionalen metallischen Materialien wie ein Quanten-Hall-Effekt äußern – ein Zustand, der bislang ausschließlich mit zweidimensionalen Metallen in Verbindung gebracht wurde. Dieser neue „3D-Effekt“ kann die Grundlage für topologische Quantenphänomene sein, die als besonders robust gelten und sich damit besonders gut…

Auf der Basis von Röntgenmessungen an Methylammonium-Perowskit-Halbleitern hat ein HZB-Team nun gezeigt, welche Rolle Wasserstoffbrückenbindungen in diesen Materialien spielen. Außerdem fand die Forschungsgruppe, dass Strahlenschäden durch weiche Röntgenstrahlung bei dieser empfindlichen Materialklasse noch schneller auftreten als erwartet. Beide Ergebnisse liefern wichtige Hinweise für die Perowskit-Materialforschung für Solarzellen. Metallhalogenid-Perowskit (MHP)-Solarzellen werden in Labors auf der ganzen Welt entwickelt. Diese Materialklasse ist kostengünstig, leicht zu verarbeiten und hat bereits nach wenigen Jahren der Entwicklung Wirkungsgrade von über 20 Prozent erreicht. Durch Variation…

Unternehmen bekommen Hilfe durch neues digitales Tool. Die neue Generation von Robotern arbeitet noch enger mit ihren menschlichen Kollegen zusammen. Sie macht manuelle Arbeit weniger mühsam und interessanter – und hilft in Deutschland und Europa produzierenden Unternehmen dabei, ihre hiesigen Standorte zu erhalten. Allerdings stellt sie bezüglich der Sicherheit auch höhere Anforderungen an das Wissen der Nutzer, da sich die mechanischen Arbeiter – die Roboter – nicht mehr hinter einem Zaun verstecken. Ein neuer digitaler Dienst, entwickelt von mehreren europäischen…

Physiker um Gregor Weihs und Robert Keil von der Universität Innsbruck zeigen in einem aktuellen Experiment, dass auch die Interferenz von nur teilweise ununterscheidbaren Quantenteilchen zu einer Auslöschung führen kann. Bisher war die Wissenschaft davon ausgegangen, dass Teilchen völlig ununterscheidbar sein müssten, damit es zu einer gegenseitigen Aufhebung ihrer Wellenzüge kommen kann. Möglich macht dies die symmetrische Anordnung der Teilchen. Eines der faszinierenden Phänomene der Quantenwelt ist die Interferenz, die vom Wellencharakter der Teilchen herrühren. So kann es beim Aufeinandertreffen…

Die European Space Agency (ESA) und das Würzburger Zentrum für Telematik wollen in Zukunft eng miteinander zusammenarbeiten. Davon sollen auch die Raumfahrt-Studierenden der Universität Würzburg profitieren. Die Raumfahrt erlebt aktuell dramatische Fortschritte und Veränderungen: Satelliten werden immer kompakter und intelligenter und damit auch kostengünstiger. Im Verbund übernehmen sie im Orbit neue Aufgaben und sollen beispielsweise schon in naher Zukunft die Infrastruktur für ein globales „Internet der Dinge“ zur Verfügung stellen. Sie könnten damit Regionen den Anschluss an diese Technik ermöglichen,…

Forschung zum gemeinsamen Simulator-Training für Seenotretter und Hubschrauber-Crews – DGzRS, DLR und UW/H starten BMBF-gefördertes Verbundprojekt AMARIS. Menschen aus Seenot zu retten ist Teamarbeit, auf und über See gleichermaßen. Damit die Seenotretter auf Nord- und Ostsee und ihre fliegenden Partner im Einsatz erfolgreich sind, trainieren sie ständig die Zusammenarbeit. Um auch virtuell gemeinsam üben zu können, entwickelt die Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger (DGzRS) mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Universität Witten/Herdecke (UW/H) eine einzigartige…

Auf eine überraschende Form von „Quantenkritikalität“ stieß ein Forschungsteam der TU Wien gemeinsam mit US-Forschungsinstituten. Das könnte zu einem Design-Konzept für neue Materialien führen. Im Alltag haben Phasenübergänge meist mit Temperaturänderung zu tun – etwa wenn ein Eiswürfel wärmer wird und schmilzt. Aber auch andere Phasenübergänge sind möglich, etwa bei einer Änderung des Magnetfelds. Wenn man die Quanten-Eigenschaften von Materialien verstehen möchte, sind Phasenübergänge besonders interessant, wenn sie sich direkt am absoluten Temperaturnullpunkt ereignen, man spricht dann von einem „Quanten-Phasenübergang“…

Verbundprojekt „zUCKERrübe“ erforscht autonome, umweltfreundliche Anbauverfahren. Im Rahmen der WIR! Initiative des Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) verfolgt ein neues Verbundprojekt namens „zUCKERrübe“, das Ziel, einen nachhaltigen und pestizidfreien Anbau von Feldfrüchten am Beispiel von Zuckerrüben in der Uckermark zu ermöglichen. Hierfür sollen Feldroboter, UAS-Technologie (UAS = unmanned aerial system) und Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) sowie das Zusammenspiel dieser Komponenten untersucht werden. Ein Meilenstein des auf zwei Jahre angelegten und mit 540kEUR geförderten Projektes wird dabei die Entwicklung…