Das extrem junge Universum kann nicht direkt beobachtet werden, lässt sich aber mithilfe mathematischer Theorien rekonstruieren. Physiker der Universitäten Göttingen und Auckland, Neuseeland, haben die Fähigkeit komplexer Computersimulationen, diese frühe Epoche zu beschreiben, wesentlich verbessert. Sie entdeckten, dass sich innerhalb einer Billionstelsekunde nach dem Urknall ein komplexes Netz an Strukturen bilden kann, dessen Eigenschaften der Verteilung von Galaxien im heutigen Universum ähneln. Im Unterschied zu heute sind diese primordialen Strukturen jedoch mikroskopisch klein. Typische Klumpen besitzen nur Massen von einigen…

DFKI startet EU-Projekt zur Erkundung von Lava-Höhlen durch kooperierende autonome Rover. Wasser, Schutz, stabile Temperaturen: Die Lava-Höhlen auf dem Mond sind von großem Interesse, wenn es um geeignete Orte für langfristige lunare Missionen geht. Um ihr Potential für die Raumfahrt zu untersuchen, sollen zukünftig Teams aus Robotern in die Höhlen vordringen. Ein europäisches Konsortium unter der Leitung des DFKI erforscht im Projekt „CoRob-X“, wie ein Team aus mehreren Robotern sich weitestgehend autonom abseilen und die Tunnel erforschen kann. Das Ziel…

Quantenkommunikation ist abhörsicher, aber bislang nicht besonders effizient. Das wollen Forscher des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik ändern. Sie haben eine Nachweismethode entwickelt, mit dem sich Quantensendungen nachverfolgen lassen. Quanteninformation wird über größere Strecken in Form von Photonen, also Lichtteilchen, verschickt, die jedoch schnell verloren gehen. Bereits nach einer Teilstrecke zu erfahren, ob ein solches Photon noch auf dem Weg zu seinem Ziel oder schon verloren gegangen ist, kann den Aufwand für die Informationsverarbeitung deutlich reduzieren. Damit werden Anwendungen etwa bei der…

CO2-Lüftungsampel im Selbstbau sorgt für bundesweites Aufsehen. Infektionsrisiko senken, MINT-Hintergründe vermitteln, Digitalisierung gestalten. Das sind die Ziele einer bundesweiten Selbstbauinitiative zur richtigen Lüftung in Innenräumen. Einige Bundesländer fördern bereits den Selbstbau von CO2-Ampeln im Rahmen des Unterrichts. In Zeiten steigender Inzidenzen und Virus-Mutationen wird kaum ein Thema so kontrovers diskutiert wie die Öffnung unserer Schulen. Impfen, Testen, AHA-Regeln und Lüftung bilden das bekannte Arsenal an Möglichkeiten, um die Bildungsbedürfnisse der jungen Generation in Präsenz zu sichern. Aufgrund der eingeschränkten Impfstoffversorgung…

Neue Hinweise gefunden, wie kosmische Strahlung entsteht Ein internationales Forschungsteam hat zum ersten Mal gezeigt, dass hochenergetische kosmische Strahlung in der Umgebung massereicher Sterne erzeugt wird. Die Beobachtungen liefern neue Hinweise zur Entstehung und Entwicklung der kosmischen Strahlung. Die Ergebnisse, an denen ein Astrophysiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) beteiligt ist, sind nun im renommierten Fachmagazin Nature Astronomy veröffentlicht worden. Das Observatorium HAWC in Mexiko hat kosmische Gammastrahlung mit Energien bis zu mindestens 200 Teraelektronenvolt aus der Richtung des so genannten…

Prof. Wolfgang Kellerer zur Entwicklung der nächsten Mobilfunkgeneration Von der Kommunikation mit Hologrammen bis zu ferngesteuerten Operationen – die nächste Mobilfunkgeneration 6G soll zahlreiche Hightech-Anwendungen möglich machen. An der Technischen Universität München (TUM) startet nun ein Großprojekt, das die wichtigsten Grundlagen für den neuen Standard legen will. Projektleiter Prof. Wolfgang Kellerer erklärt im Interview, wie 6G zum intelligentesten Mobilfunknetz wird, wann Deutschland eine führende Rolle einnehmen könnte und warum es in der Forschung weniger um Geschwindigkeitsrekorde als vielmehr um eine…

Forschende der UZH und des CERN haben neue verblüffende Ergebnisse veröffentlicht. Laut der internationalen Forschungskollaboration LHCb, die das Large Hadron Collider beauty-Experiment betreibt, verstärken die neuesten Messungen die Hinweise auf eine Abweichung gegenüber den theoretischen Erwartungen. Lassen sich die Resultate bestätigen, deuten sie auf eine Physik jenseits des Standardmodells hin – etwa eine neue fundamentale Kraft. Wenn bei der Kollision von hochenergetischen Protonenstrahlen im Large Hadron Collider (LHC) – dem Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf – sogenannte Beauty-Quarks entstehen, zerfallen…

2D-Materialien haben einen Boom in der Materialforschung ausgelöst. Nun zeigt sich: Spannende Effekte treten auf, wenn man zwei solche Schichtmaterialien aufeinander stapelt und leicht verdreht. Die Entdeckung des Materials Graphen, das nur aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen besteht, war der Startschuss für ein weltweites Forschungswettrennen: Aus unterschiedlichen Atomsorten stellt man heute sogenannte „2D-Materialien“ her – atomar dünne Schichten, die oft ganz besondere Materialeigenschaften aufweisen, wie man sie in herkömmlichen, dickeren Materialien nicht findet. Nun wird diesem Forschungsbereich ein weiteres…

Hochfliegende Pseudo-Satelliten im Einsatz Unter hochfliegenden Pseudo-Satelliten (High Altitude Pseudo Satellites), kurz HAPS, verstehen Expert*innen ein unbemanntes Luftfahrzeug, das in der Stratosphäre unterwegs ist. Es liefert zum Beispiel Erdbeobachtungsdaten und kann für Telekommunikationsanwendungen wie 5G eingesetzt werden. Ziel des Projekts OBeLiSk ist es, erstmals ein operationelles Betriebskonzept zur sicheren und effizienten Luftraumintegration von HAPS zu entwickeln und zu validieren. Um die Sicherheit im Luftraum zu gewährleisten, arbeitet die Technische Universität Braunschweig als Projektpartner an einem HAPS-Flugsicherungskonzept. HAPS sind vollautomatische Systeme…

Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an dem die Europäische Südsternwarte (ESO) beteiligt ist, hat ein Team von Astronomen zum ersten Mal die Winde in der mittleren Atmosphäre des Jupiters direkt gemessen. Durch die Analyse der Nachwirkungen eines Kometeneinschlags aus den 1990er Jahren haben die Forscher unglaublich starke Winde mit einzigartigen Geschwindigkeiten von bis zu 1450 Kilometern pro Stunde in der Nähe der Pole des Jupiters entdeckt. Jupiter ist berühmt für seine charakteristischen roten und weißen Bänder: wirbelnde Wolken…

Forschende demonstrieren neuartigen, photonischen Interferenzeffekt, der den Weg zu großskaligen kontrollierbaren Quantensystemen bahnen könnte. Es ist ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Entwicklung von Anwendungen der Quanteninformationsverarbeitung. In einem Schlüsselexperiment ist es gelungen, die bislang definierten Grenzen für Photonenanwendungen zu überschreiten: Anahita Khodadad Kashi und Prof. Dr. Michael Kues vom Institut für Photonik und dem Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover haben einen neuartigen Interferenzeffekt demonstriert. Die Wissenschaftlerin und der Wissenschaftler haben damit nachgewiesen, dass neue farbcodierte photonische Netzwerke…

Physiker aus Regensburg und Marburg maßschneidern die Wechselwirkung von Elektronen in atomar dünnen Festkörpern durch die Nähe zu einem schwingenden Kristall. In einem Kubikzentimeter eines Festkörpers befindet sich typischerweise die unvorstellbar große Zahl von 10²³ Elektronen – eine 1 mit 23 Nullen. Selbst eine scheinbar einfache Wechselwirkung zwischen Elektronen kann in einem derart extremen Vielteilchenproblem zu verblüffenden Korrelationen führen. Diese können bestimmte Festkörper in Supraleiter verwandeln, die elektrischen Strom völlig verlustfrei leiten. Normalerweise sind solch merkwürdige Phänomene „gottgegebene“ Materialeigenschaften. Die…

„Wir vermählen die Unordnung mit der Ordnung“ Die dürfte wirklich schon jeder einmal in der Hand gehabt haben: Beutelchen mit kleinen Kugeln, die in der Verpackung von neuen Schuhen oder Elektroartikeln liegen. Die Kugeln sind dazu da, um Feuchtigkeit aufzunehmen und so die Artikel vor Beschädigung zu schützen. „Diese Materialien sind mit einem Schwamm vergleichbar“, erläutert der Physiker Prof. Dr. Rustem Valiullin von der Universität Leipzig. Er und seine Arbeitsgruppe haben einen Weg gefunden, die Eigenschaften dieser Materialien präziser zu…

Einem internationalen Team von Astronominnen und Astronomen unter Mitwirkung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) gelang zum ersten Mal die direkte Kartierung kosmischer Filamente im jungen Universum, weniger als zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall. Die Beobachtungen zeigen sehr leuchtschwache Galaxien, und geben Hinweise auf deren Vorfahren. Die großräumige Verteilung der Materie im Universum bildet eine Art „Netzwerk“ von fadenförmigen Strukturen und Knotenpunkten, innerhalb derer die Galaxien entstehen – dies ist eine der wichtigsten Erkenntnisse der Modelle zur kosmischen Strukturbildung….

Mit den neuen “LaserNest“ Desktop-Lasern bietet der Laser- und LED-Spezialist Omicron eine höhere Flexibilität und Verwendbarkeit von Diodenlasern im Labor. Die von Omicron entwickelten neuen Laser-Systeme mit Namen “LaserNest“ sind eine Symbiose aus den bewährten LuxX+ Diodenlasern und einem Desktop-Gehäuse. Diese Kombination ist eine einfach zu bedienende „Plug & Play“-Laserlichtquelle für Wissenschaft und Forschung. Schnelle Modulation Die innovativen Hochleistungssysteme werden mit einem Lasermodul mit Wellenlängen vom UV- bis in den nahen IR-Bereich ausgestattet. So bietet „LaserNest“ eine schnelle analoge Intensitätsmodulation…

Die fliegende Sternwarte SOFIA (das Stratosphären-Observatorium Für Infrarot-Astronomie) hat eine Reihe von Beobachtungsflügen vom Flughafen Köln/Bonn aus erfolgreich abgeschlossen. Mit an Bord waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Uni Köln und des MPI für Radioastronomie in Bonn, die weitere Erkenntnisse zur Entstehung von neuen Sternen gewinnen konnten. SOFIA ist eine Boeing 747SP mit einem Teleskop von 2,70 m Durchmesser an Bord, gebaut für astronomische Beobachtungen vom Infrarot- bis zum Submillimeter-Wellenlängenbereich. Vom 4. Februar bis zum 16. März 2021 war das Flugzeug…