Die Zukunft der Teilchenbeschleunigung hat bereits begonnen: AWAKE ist ein erfolgversprechendes Konzept für ein gänzlich neues Verfahren, mit dem sich Teilchen schon auf kurzen Strecken beschleunigen lassen. Basis dafür ist eine Plasmawelle, die Elektronen mitreißt und so auf hohe Energien bringt. In Physical Review Letters vermeldet ein vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP) geführtes Team jetzt einen Durchbruch. Erstmals gelang es, die Produktion der Protonenpäckchen, die die Welle im Plasma aufbauen, zeitlich genau zu takten. Damit ist eine wichtige Voraussetzung erfüllt,…

Forschenden des Paul Scherrer Instituts PSI ist es erstmals gelungen, mit der Methode des Transient Grating Spectroscopy ins Innere von Stoffen zu blicken. Dazu nutzten sie die Röntgenstrahlen des SwissFEL. Das Experiment am PSI ist ein Meilenstein, um Vorgänge in der Welt der Atome zu beobachten. Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichen die Forschenden heute im Fachblatt Nature Photonics. Die Strukturen auf Mikrochips werden immer winziger, Festplatten schreiben ganze Enzyklopädien auf fingernagelgrosse magnetische Scheiben: Viele Technologien durchbrechen derzeit die Grenzen der klassischen Physik….

DFKI startet mit AI-TEST-FIELD weiteres Agrar-Projekt. Intelligente Assistenzsysteme und hochautomatisierte Maschinen können die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft steigern. Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) arbeitet in einem neuen Projekt mit Partnern aus Industrie und Forschung an sicheren und zertifizierbaren Sensorsystemen zur semantischen Umgebungswahrnehmung – der dafür wichtigen technologischen Grundlage. In einem Outdoor-Testfeld auf einer Agrarfläche wird erstmals ein Umfeld geschaffen, das die schwierigen Rahmenbedingungen in der Landwirtschaft reproduzierbar und verifizierbar abbildet, um KI-Algorithmen zur Dateninterpretation entwickeln und…

In vielen Galaxienzentren befinden sich supermassereiche Schwarze Löcher. Alle Bemühungen, sie direkt nachzuweisen, leiden darunter, dass uns keine Information aus deren Inneren direkt erreicht. Nun hat Professor Anton Zensus, Direktor am MPIfR in Bonn und Gründungsvorsitzender der Event Horizon Telescope Kooperation eine unabhängige Methode vorgeschlagen, um aus den bisher vorhandenen Erklärungsansätzen jene herauszufiltern, die tragfähig sind. Gleichzeitig kann es mit dieser Methode gelingen, die energiereichen Plasmaausflüsse oder Jets, die von vielen Schwarzen Löchern ausgestoßen werden, zu erklären. Das Projekt wird…

Internationales Forschungsprojekt: Wissenschaftler*innen erforschen fälschungssichere Systeme für mehr Datensicherheit … Flächendeckende Vernetzung und umfassender Datenaustausch: Durch die starke Verschmelzung unseres Lebens mit IoT-Technologien (Internet of Things) ist die Welt heute vernetzter als je zuvor. Doch eine hypervernetzte Gesellschaft fordert die Daten- und Informationssicherheit zunehmend heraus. Um die Identität des Einzelnen zu schützen und das Sicherheitsniveau bei der Identifizierung zu verbessern, sind neue Konzepte der Kryptographie – der Verschlüsselung von Daten – gefragt. In einem gemeinsamen Projekt arbeiten Wissenschaftler der Universität…

Forscher*innen der Abteilung Physikalische Chemie des Fritz-Haber-Instituts und des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg haben herausgefunden, dass sich Materialeigenschaften durch Laserpulse ultraschnell umschalten lassen – und warum. Dieses Wissen könnte neue Konzepte für Transistoren ermöglichen. Ein zentrales Ziel der aktuellen Materialforschung ist es, die Geschwindigkeit elektronischer Technik so schnell wie möglich zu machen. Die Schlüsselkomponenten schneller Rechentechnologien sind Transistoren: Schaltbauelemente, die elektrische Ströme als Grundschritte logischer Operationen sehr schnell ein- und ausschalten. Um das Wissen über…

Bisher erreichten Oszillator-Freie-Elektronenlaser nur Ausgangswellenlängen bis zu 176,4 Nanometer. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist es nun gelungen, Optiken herzustellen, mit denen Physiker der Duke University, USA, erstmalig erfolgreich Wellenlängen unterhalb von 170 Nanometer erzeugt haben. Eingesetzt werden die vom LZH beschichteten Resonatorspiegel im Speicherring-Freien-Elektronen-Laser (FEL) des Triangle University Nuclear Laboratory (TUNL). Die hochreflektierenden Spiegel sind die limitierende Komponente, um mit Laseroszillatoren noch kürzere Wellenlängen zu erreichen. Daher eröffnen die neuentwickelten Optiken neue Möglichkeiten für die…

Astronomen aus den Niederlanden, Belgien, Chile, den USA und Deutschland bilden neu entdeckten Exoplaneten „YSES 2b“ direkt neben seinem Mutterstern ab. Einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung von Dr. Markus Mugrauer vom Astrophysikalischen Institut der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist die direkte Abbildung eines jungen Exoplaneten gelungen. Der Planet umkreist den ca. 360 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern YSES 2, der sich am Südsternhimmel im Sternbild Musca (Fliege) befindet. Die Entdeckung des Exoplaneten gelang dem Team mit dem Instrument SPHERE am Very Large Telescope…

Mit Blick auf zukünftige Mobilfunkstandards arbeitet ein europäisches Konsortium an der nächsten Antennengeneration für drahtlose Netzwerke. Österreich ist mit NXP, Technikon und der TU Graz prominent vertreten. In Europa ist derzeit noch der 5G-Ausbau zentrales Thema – dennoch arbeitet ein europäisches Konsortium, bestehend aus führenden Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Bereich des Mobilfunks und der Nachrichtentechnik, an der technischen Machbarkeit von 6G. Maßgeblich daran beteiligt sind die österreichischen Unternehmen Technikon Forschungs- und Planungsgesellschaft mbH (als Koordinator) und NXP Semiconductors Austria sowie…

Forscher der Technischen Universität Ilmenau haben wegweisende Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens erzielt. In einer umfangreichen Studie untersuchten die Wissenschaftler, wie die Wirkmechanismen, die es Menschen ermöglichen, Erlerntes im Schlaf zu vertiefen, auf künstliche neuronale Netze übertragen werden können. Die Forschungsergebnisse werden dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit selbst lernender Maschinen drastisch zu erhöhen. Forscher der Technischen Universität Ilmenau haben wegweisende Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens erzielt. In einer umfangreichen Studie untersuchten die Wissenschaftler, wie die Wirkmechanismen, die es Menschen…

Im April 2019 veröffentlichten Forscher das erste Bild eines Schwarzen Lochs mit dem Event Horizon Telescope (EHT). Diese bemerkenswerte Leistung war jedoch nur der Anfang der hier präsentierten Wissenschaftsgeschichte. Heute werden neue Ergebnisse veröffentlicht, die einen beispiellosen Einblick in dieses Schwarze Loch versprechen und eine noch genauere Überprüfung von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie möglich machen. An dem Wissenschaftsprojekt ist das Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie maßgeblich beteiligt, unter anderem durch Beobachtungen mit dem 100-m-Radioteleskop in Effelsberg. In einer aktuellen Veröffentlichung werden neue…

Einen Satelliten bauen mit Künstlicher Intelligenz an Bord, die im Weltraum trainiert wird: Für dieses Projekt erhält der Würzburger Professor Hakan Kayal 2,6 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Plötzlich waren kreisrunde Löcher auf der Oberfläche des Mars zu sehen, die vorher nicht da waren. Auf Fotos vom Saturnmond Enceladus wurden Geysire entdeckt, die mächtige Fontänen aus Dampf Richtung Weltraum schleudern. Und auf den Bildern, die der Mars-Rover Curiosity zur Erde schickte, fanden sich Strukturen, die wie versteinerte…

Elektrisch leitende Lösungen, „Elektrolyte“, sind nicht nur in Batterien und Kondensatoren allgegenwärtig, sondern auch in Biofluiden wie Blutplasma. Von großer praktischer Bedeutung ist es daher zu verstehen, wie Elektrolyte genutzt werden können, um lebende Zellen oder andere Objekte, die in sie eingetaucht sind, zu kontrollieren. In einer neuen Studie, die in Physical Review Letters veröffentlicht wurde, decken Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) in Göttingen und der Universität Oxford auf, wie Kräfte in Elektrolytlösungen über große Distanzen hinweg…

Mit Licht lassen sich Quanteninformationsverarbeitungssysteme, beispielsweise Quantencomputer, schnell und effizient betreiben. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an der Chimie ParisTech – CNRS haben nun die Entwicklung von molekülbasierten Materialien, die sich als lichtadressierbare fundamentale Quanteneinheiten eignen, wesentlich vorangebracht: Wie sie in der Zeitschrift Nature Communications berichten, haben sie erstmals die Möglichkeit demonstriert, Kernspinniveaus eines molekularen Komplexes aus Europium(III)-Seltene-Erden-Ionen mit Licht zu adressieren. (DOI: 10.1038/s41467-021-22383-x) Ob bei der Arzneimittelentwicklung, in der Kommunikation oder für Klimaprognosen: Informationen schnell und…

Projekt DEVEKOS nach vier Jahren erfolgreich abgeschlossen … Mit der Industrie 4.0 entwickelt sich eine völlig neue Maschinenarchitektur auf Basis von digitalen Repräsentanzen, die reale Komponenten und Maschinen analog abbilden. Dadurch steigt die Komplexität im Engineering verteilter und wandlungsfähiger Produktionssysteme und die Anforderungen an eine Industrie 4.0 konforme Kommunikation, welche durchgängig, interoperabel und herstellerunabhängig sein muss. Robuste, sichere und echtzeitfähige Kommunikationslösungen für die Industrie, sowie durchgängiges und funktionsorientiertes Engineering für industrielle Anwendungen auf Basis offener Standards wie beispielsweise OPC UA…

TU Wien und Universität Utrecht erzeugen spezielle Lichtwellen, die selbst undurchsichtige Materialien so durchdringen können als wäre das Material gar nicht vorhanden. Warum ist Zucker nicht durchsichtig? Weil Licht, das ein Stück Zucker durchdringt, auf hochkomplizierte Weise gestreut, verändert und abgelenkt wird. Wie ein Forschungsteam der TU Wien und der Universität Utrecht (Niederlande) nun zeigen konnte, gibt es allerdings eine Klasse ganz spezieller Lichtwellen, für die das nicht gilt: Für jedes spezifische ungeordnete Medium – wie etwa das Stück Würfel-Zucker…