Internationaler Forschungsverbund SuperGate unter Federführung der Universität Konstanz schafft eine Schnittstelle zwischen Supraleitern und Halbleitern für künftige Supercomputer – Förderung durch einen FET Open Grant der Europäischen Union Die nächste Generation an Supercomputern – darunter Quantencomputer – steht vor entscheidenden Herausforderungen: Die Hochleistungsrechner von morgen stoßen bei der Miniaturisierung der Bauteile an die Grenzen der Physik, sie müssen zugleich energiesparender gestaltet sein und sollen immer leistungsfähiger werden. Der internationale Forschungsverbund SuperGate unter Federführung der Universität Konstanz erarbeitet hierfür eine neue…

Auswirkungen auf den Arbeitsplatz der Zukunft Datenbrillen, Head Mounted Displays & Co haben in den letzten Jahren ihren Weg in die Unternehmensbetriebe gefunden. Im Rahmen des „GeZu 4.0“-Projekts hat das Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach jetzt eine Studie über die Folgen von Wearables und Virtuellen Techniken auf den Arbeitsplatz der Zukunft untersucht und aktuelle Chancen und Risiken herausgearbeitet. Es hat sich gezeigt, dass der Arbeitsplatz der Zukunft verteilter, vernetzter und intuitiver bedienbar sein wird. Die Digitalisierung hat den Einsatz von…

Magnetometrie auf Basis von Farbzentren in Diamant und magnetooptische Bildgebung ergänzen sich – Fortschritt in Richtung künftiger Datenspeicher. Das genaue Verständnis von magnetischen Strukturen ist ein Herzstück der Festkörperphysik. Auf dem Gebiet werden zurzeit große Forschungsanstrengungen unternommen, um in Zukunft winzige magnetische Strukturen als Informationsträger in der Datenverarbeitung nutzen zu können. Physiker der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) haben nun eine neue Methode zur Untersuchung magnetischer Strukturen vorgestellt, bei der zwei Techniken kombiniert werden. Damit konnten…

Am 28. Februar 2011 auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung als eines von drei nationalen Kompetenzzentren für Cybersicherheit am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründet, hat das Kompetenzzentrum für Angewandte Sicherheitstechnologie, kurz KASTEL, die IT-Sicherheitsforschung erfolgreich vorangetrieben. Nach einem Jahrzehnt wird diese Arbeit nun – weiter unter dem Namen KASTEL – unter anderem im eigens gegründeten Institut für Informationssicherheit und Verlässlichkeit des KIT unbefristet fortgesetzt. Zu den zentralen Themen der nächsten Jahre zählt die IT-Sicherheit mit Blick auf…

Das Rennen um den Quantencomputer ist im vollen Gange. In der Grundlagenforschung gehört Deutschland schon lange zur Weltspitze. Ein Zusammenschluss des Forschungszentrums Jülich mit dem Halbleiter-Hersteller Infineon will die Ergebnisse nun gemeinsam mit Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft (IAF, IPMS), der Leibniz-Gemeinschaft (IHP, IKZ), den Universitäten in Regensburg und Konstanz sowie dem Quanten-Startup HQS in die Praxis bringen. Ziel ist ein Halbleiter-Quantenprozessor „Made in Germany“, der auf dem „Shutteln“ von Elektronen basiert und mit in Deutschland verfügbarer Technologie realisiert werden soll. Das…

Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Bielefeld erforschen neue Form der Mensch-Maschine-Interaktion Bewerbungen aussortieren, Röntgenbilder begutachten, eine neue Songliste vorschlagen – die Mensch-Maschine-Interaktion ist inzwischen fester Bestandteil des modernen Lebens. Grundlage für solche Prozesse künstlicher Intelligenz (KI) sind algorithmische Entscheidungsfindungen. Da diese in der Regel aber schwer nachzuvollziehen sind, bringen sie häufig nicht den erhofften Nutzen mit sich. Um das zu ändern, diskutieren Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Bielefeld, wie die Erklärbarkeit künstlicher Intelligenz verbessert und an die Bedürfnisse der Menschen…

Mit einem neuen Verfahren analysieren Physiker der TU Bergakademie Freiberg in Kooperation mit Forschenden aus Berkeley (USA) und Hamburg erstmals die Prozesse in einem Modellsystem für organische Solarzellen innerhalb von Femtosekunden bis ins Detail. Die Ergebnisse lassen sich zur Entwicklung hochleistungsfähiger und effizienter Solarzellen nutzen. Der Schlüssel sind ultraschnelle Lichtblitze, mit denen das Team um Dr. Friedrich Roth am FLASH in Hamburg, dem weltweit ersten Freie-Elektronen-Laser im Röntgenbereich, arbeitet. „Die besonderen Eigenschaften dieser Röntgenquelle haben wir uns zu Nutze gemacht…

Quanten-Kunststücke, die man bisher nur mit Photonen durchführen konnte, werden nun auch mit Atomen möglich: An der TU Wien konnte man quantenverschränkte Atomstrahlen herstellen. Kopf oder Zahl? Wenn wir zwei Münzen in die Luft werfen, hat das Ergebnis des einen Münzwurfs nichts mit dem Ergebnis des anderen zu tun. Münzen sind voneinander unabhängige Objekte. In der Welt der Quantenphysik ist das anders: Quantenteilchen können verschränkt sein, dann lassen sie sich nicht mehr als unabhängige Individuen betrachten, man kann sie nur…

Neue Speicher- und Informationstechnologie braucht auch neue, leistungsfähigere Materialien. Eines davon ist Yttrium-Eisen-Granat, das besondere magnetische Eigenschaften aufweist und mit einem neuen Verfahren auf ein beliebiges Material übertragen werden kann. Entwickelt wurde die Methode von Physikern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Der Ansatz könnte die Herstellung von kleineren, schnelleren und energiesparenderen Bauteilen für die Datenspeicherung und Informationsverarbeitung voranbringen. Ihre Ergebnisse haben die Physiker in der Fachzeitschrift “Applied Physics Letters” veröffentlicht. Magnetische Materialien spielen bei der Entwicklung neuer Speicher- und Informationstechnologien eine…

In akribischer Detektivarbeit analysiert man in der Festkörperphysik das genaue Zusammenspiel der Elektronen, um dadurch schließlich ein Verständnis für Materialeigenschaften zu erhalten. Wer Krimis mag, weiß: Am Tatort muss sorgfältig nach Fingerabdrücken gesucht werden, dann kann man möglicherweise den Fall aufklären. In der modernen Festkörperphysik sind es Streuprozesse – Wechselwirkungen zwischen Elektronen – die es erlauben, Schritt für Schritt der Wahrheit näher zu kommen. Besonders schwierig ist das bei komplizierten Materialien, bei denen viele Elektronen gleichzeitig eine Rolle spielen: Bei…

Forschungsteam findet erstes Neutrino von einem zerrissenen Stern Ein geisterhaftes Elementarteilchen aus einem zerrissenen Stern hat ein internationales Forschungsteam auf die Spur eines gigantischen kosmischen Teilchenbeschleunigers gebracht: Das sogenannte Neutrino ließ sich zu einem supermassereichen Schwarzen Loch in einer fernen Galaxie zurückverfolgen, dem der Stern zu nahe gekommen und dann von dessen kolossaler Schwerkraft zerstört worden war. Es handelt sich um das erste Teilchen, das mit einer derartigen Gezeitenkatastrophe („Tidal Disruption Event“) verknüpft werden konnte. Die Beobachtung belegt, dass diese…

Bereits zum fünften Mal hat ein Team aus 25 internationalen Wissenschaftler*innen den CYGNUS-Versorgungstransporter der ISS dafür genutzt, im Weltraum Experimente mit offenem Feuer durchzuführen. Dieses Mal wurden vom Rückweg Richtung Erde erstaunliche Daten übermittelt, die selbst für die Verbrennungsforschenden vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen nicht vorhersehbar waren: in der Schwerelosigkeit breitet sich eine Flamme nur entgegengesetzt zur Luftströmung aus. Auf einem Raumfahrzeug eine Flamme auspusten zu wollen, wäre demnach eine wirklich schlechte Idee. 23…

Überraschung in der Festkörperphysik: Der Hall-Effekt, der normalerweise nur bei Magnetfeldern auftritt, ließ sich an der TU Wien auch anders erzeugen – und zwar extrem stark. Elektrischer Strom kann durch ein Magnetfeld abgelenkt werden – das kann in stromleitenden Materialien zum sogenannten Hall-Effekt führen, den man in der Industrie etwa verwendet, um Magnetfelder zu messen. Eine überraschende Entdeckung gelang nun an der TU Wien: Man untersuchte ein exotisches Halbmetall aus Cer, Bismut und Palladium und stellte fest: In diesem Material…

Die Arbeitsgruppe um Prof. Stephan Schiller Ph.D. von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat mit einem neuartigen, hochpräzisen laser-spektroskopischen Experiment die innere Schwingung des einfachsten Moleküls vermessen. Den Wellencharakter der Bewegung von Atomkernen konnten sie dabei mit bisher unerreichter Genauigkeit überprüfen. Ihre Ergebnisse stellen sie in der aktuellen Ausgabe von Nature Physics vor. Vor nahezu 100 Jahren fand in der Physik eine revolutionäre Entdeckung statt: Mikroskopische Materie weist Eigenschaften von Wellen auf. Im Laufe der Jahrzehnte wurde mit immer präziseren Experimenten…

Ein internationales Team renommierter Astrophysikerinnen und -physiker unter Beteiligung der FAU hat neue Erkenntnisse über Cygnus X-1 gewonnen. Das Schwarze Loch und sein Begleitstern in der Milchstraße sind weiter von der Erde entfernt und wesentlich massereicher als bisher angenommen. Das Projekt liefert zugleich neue Antworten auf die Frage, wie Schwarzer Löcher überhaupt entstehen. Die Ergebnisse sind im führenden Wissenschaftsjournal „Science“ veröffentlicht worden. Den ersten Hinweis gab es bereits 1964: Zwei Geigerzähler an Bord einer suborbitalen Rakete, die von New Mexico…

Auch in der Welt der kleinsten Teilchen mit ihren besonderen Regeln können die Dinge nicht unendlich schnell ablaufen. Physiker der Universität Bonn haben nun gezeigt, welches Tempolimit für komplexe Quantenoperationen gilt. An der Studie waren auch Wissenschaftler vom US-amerikanischen MIT, den Universitäten Hamburg, Köln und Padua sowie dem Forschungszentrum Jülich beteiligt. Die Ergebnisse sind unter anderem für die Realisierung von Quantencomputern wichtig. Sie wurden in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht und im Magazin Physics der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft…