Mit Infrarotlicht kann man viele wichtige Moleküle nachweisen – doch starke, kurze Laserpulse in diesem Bereich waren bisher nur mit großem Aufwand möglich. An der TU Wien fand man eine Lösung. Gewöhnliche Festkörperlaser, wie man sie von Laser-Pointern kennt, erzeugen Licht im sichtbaren Bereich. Für viele Anwendungen, etwa zum Detektieren von Molekülen, braucht man allerdings Strahlung im mittleren Infrarotbereich. Solche Infrarot-Laser sind deutlich schwieriger herzustellen, besonders dann, wenn man die Laserstrahlung in Form von extrem kurzen, intensiven Pulsen benötigt. Lange…

Physikerinnen und Physikern der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster ist es gelungen, Nanodiamanten vollständig in nanophotonischen Schaltkreisen zu integrieren und gleichzeitig mehrere dieser Nanodiamanten optisch zu adressieren. Die Studie schafft Grundlagen für zukünftige Anwendungen im Bereich der Quantensensorik oder Quanteninformationsverarbeitung. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift “Nano Letters” erschienen. Durch moderne Technik ist es heutzutage möglich, Strukturen im Größenbereich von wenigen Nanometern herzustellen. Diese Welt der kleinsten Teilchen – auch Quantensysteme genannt – finden vielfältige technologische Anwendung; unter anderem in der…

Die neue Vielfalt topologischer magnetischer Materialien. Die elektronische Struktur unmagnetischer Kristalle lässt sich mit Hilfe vollständiger Theorien der Band-Topologie klassifizieren, was zu einer Art „topologischem Periodensystem“ führt. Eine analoge Klassifikation magnetischer Materialien war bisher jedoch nicht möglich, und daher wurden nur wenige magnetische topologische Materialien entdeckt. In einer neuen Studie, die nun in der Fachzeitschrift Nature erschienen ist, hat ein internationales Forscherteam erstmals eine Hochdurchsatz-Suche nach magnetischen topologischen Materialien durchgeführt und dabei mehr als 100 neue magnetische topologische Isolatoren und…

Die Umlaufbahnen von Doppelsternen sind eine direkte Folge der zeitlichen Entwicklung der Milchstraße. Diese wichtige Beobachtung wird die Bedingungen für die Entwicklungsgeschichte der Galaxis neu definieren, da ist sich Humboldt-Stipendiat Dr. Joris Vos vom Institut für Physik und Astronomie sicher. Doppelsternsysteme, die aus kleinen heißen blauen Sternen und unserer Sonne ähnlichen Sternen bestehen, sind die Forschungsobjekte der Studie, die kürzlich als Highlight in „Astronomy & Astrophysics“ erschienen ist. Autoren der Universität Potsdam, der Lund University (Schweden) und der Universidad de…

Die Digitalisierung hat inzwischen alle Lebensbereiche erreicht. Sie verkürzt Informationszeiten und hilft dabei, Prozesse zu automatisieren. In der Industrie werden hierfür in der Regel Bar- oder QR-Codes benötigt, die mit entsprechenden Scannern ausgelesen werden und sofort dafür sorgen, dass beispielsweise die richtigen Produktionsteile nachbestellt oder Bestände nach Entnahme bzw. Lieferung auf den aktuellen Stand gebracht werden. Etikettendrucker sind aus dem Digitalisierungsprozess der Industrie nicht mehr wegzudenken. Wo kommen Etikettendrucker zum Einsatz? Industrieunternehmen kaufen ein und liefern aus. Via Scan werden…

ForscherInnen der Uni Graz können einzelne Moleküle präzise senden und empfangen. Die Idee, einen Ball zu werfen und zu fangen, ist allen vertraut – aber kann man das auch mit einzelnen Molekülen machen? Also sie gezielt von einem Ort an einen anderen und wieder zurück transferieren? Und wie schnell wären die Moleküle? Diesen Fragen ist eine Forschungsgruppe der Universität Graz in Kooperation mit WissenschaftlerInnen aus Aachen und Tennessee nachgegangen. Die Ergebnisse sind als Titelgeschichte in der aktuellen Ausgabe des Magazins…

Internationales Forschungsteam der Universitäten in Berkeley, Madrid und Jena sowie des Institut Polytechnique de Paris beobachtet in Laborversuchen nichtlineare Ionisationsvorgänge in heißen dichten Plasmen. Solche Prozesse laufen in der gesamten sichtbaren Materie im Universum ab, waren experimentell bislang jedoch nicht zugänglich. Wer des Nachts den Blick zum wolkenfreien Himmel richtet, sieht leuchtendes Plasma: Praktisch die gesamte sichtbare Materie im Universum – Sterne, Galaxien und interstellare Materie – besteht daraus. Anders als in den auf der Erde üblichen Aggregatzuständen „fest“, „flüssig“…

Physiker der Universität Göttingen untersuchen mit Computersimulationen Partikelveränderungen. Das Altern ist ein Prozess, der nicht nur Lebewesen betrifft. Auch viele Materialien, wie Kunststoffe und Gläser, altern. Sie verändern sich langsam mit der Zeit, da ihre Partikel versuchen, sich stärker zu verdichten. Es gibt bereits Computermodelle, welche diesen Vorgang simulieren. Biologische Materialien, wie lebendes Gewebe, können ein ähnliches Verhalten wie Glas zeigen, allerdings sind die Partikel dann echte Zellen oder Bakterien, die einen eigenen Antrieb haben. Forscher der Universität Göttingen haben…

Wahrscheinlich keine! In ihrer neuen Studie, die heute in Nature Communications veröffentlicht wurde, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) einen neuartigen Regularisierungsmechanismus entschlüsselt, der in den Navier-Stokes-Gleichungen kodiert ist und eine neue Richtung für den Ausschluss von Singularitäten bietet. Vom Rühren von Zucker im Kaffee bis hin zu globalen Wettermustern – turbulente Strömungen prägen ständig das Leben um uns herum. Mathematisch werden sie durch die Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben, wie sie seit fast zwei Jahrhunderten bekannt sind. Trotz der…

Im Februar 2018 fand im Oman die analoge Mission „AMADEE-18“ statt. Dabei wurde unter anderem ein Algorithmus getestet, mit dem kleine Helikopter zukünftig fremde Planeten erkunden können. Die Navigationstechnologie erlaubt es der Drohne, ihre genaue Position einzuschätzen, ohne dass Systeme wie GPS zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse der Analog-Mission wurden nun in einem Heft der Zeitschrift „Astrobiology“ veröffentlicht. Es sind besonders die Klippen, Krater und Flußbetten, die für die Weltraumforschung interessant sind. An diesen Stellen vermutet man auf fremden Planeten…

Das Forschungszentrum Jülich und seine Partner haben einen unvergleichlich flexiblen und energieeffizienten Supercomputer konstruiert – es ist der schnellste Rechner Europas.Dank eines neuen Booster-Moduls sind nun 85 Petaflops möglich, was 85 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde oder der Rechenleistung von mehr als 300 000 modernen PCs entspricht. JUWELS kann damit die Grenzen von Simulationen massiv ausweiten und bietet zudem die stärkste Plattform Europas für den Einsatz künstlicher Intelligenz (KI). Der Rechner, den das Forschungszentrum Jülich, das französisch-deutsche Unternehmen Atos und der…

Forscher*innen messen erstmals exakte Form von Lichtwellen auf atomaren Längenskalen. Wissenschaftler*innen aus Regensburg und Hamburg ist es erstmals gelungen, die exakte Form von Lichtwellen mit atomarer Präzision zu messen. Dieser Fortschritt erlaubt in Zukunft das Maßschneidern von Lichtimpulsen und damit die volle Kontrolle über Prozesse im Nanokosmos, die als Grundlage von lichtwellengetriebener Nanoelektronik, (bio)chemischen Reaktionen und optimierter Nutzung von Solarenergie dienen. Integrierte Schaltkreise sind von der technologischen DNA unserer Informationsgesellschaft nicht mehr wegzudenken. Während elektronische Bauelemente in wenigen Jahren die…

Das Virtual Dimension Center (VDC) hat Konzepte dazu erprobt, wie sich physische Modelle um die Möglichkeiten digitaler Produktdarstellung erweitern lassen. Dafür wurden immersive Design-Tools analysiert, die das Gestalten in Virtual-Reality(VR)-Umgebungen erlauben, z. B. mit VR-Headsets. Insgesamt zeigte der Ansatz hybriden Designs vielversprechende Ergebnisse, bot in der durchgeführten Umsetzung aber auch noch zahlreiche Möglichkeiten weiterer Verbesserungen. Designer arbeiten viel und gerne mit physischen Modellen – wie lassen sich diese um die Möglichkeiten digitaler Produktdarstellung erweitern? Im Rahmen des Projekts Applikationszentrum V/AR…

Riesige Mengen von Protonen auf kürzester Strecke und in Sekundenbruchteilen auf Geschwindigkeit bringen – das funktioniert mit der Technik der Laserbeschleunigung. Einem Forschungsteam des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und des Helmholtz-Instituts Jena, einer Außenstelle von GSI, ist es in Zusammenarbeit mit dem Lawrence Livermore National Laboratory, USA, geglückt, mit dem GSI-Hochleistungslaser PHELIX beschleunigte Protonen zur Spaltung anderer Kerne einzusetzen und diese zu analysieren. Die Ergebnisse wurden nun im Fachmagazin Nature Scientific Reports veröffentlicht und könnten unter anderem neue Einblicke in…

Entwicklung der Hochschule Kaiserslautern Derzeit arbeitet das Team von Prof. Dr. Antoni Picard vom Campus Zweibrücken der Hochschule Kaiserslautern an einem mit Sensoren ausgestatten Rollstuhl zur Anwendung im Kontext von Rehabilitationsmaßnahmen. Der Rollstuhl verfügt bereits sowohl über eine smarte Rückenlehne, als auch eine smarte Sitzauflage und zielt darauf ab einer Schädigung von Haut und Gewebe vorzubeugen, die aufgrund langer Druckbelastung auftreten kann. Bewegung ist ein zentraler Aspekt der menschlichen Gesundheit und eines der Themen, mit denen sich das Team von…

Forscher der Universität Basel und der Ruhr-Universität Bochum haben Quantenpunkte – winzige Halbleiter-Nanostrukturen – realisiert, die Licht nahe dem roten Spektralbereich bei geringem Hintergrundrauschen aussenden. Quantenpunkte könnten eines Tages die Basis für Quantencomputer bilden; die Lichtteilchen, auch Photonen genannt, wären die Träger der Information. Quantenpunkte mit hinreichend guten optischen Eigenschaften waren bislang nur für Photonen mit Wellenlängen im Nah-Infrarot-Bereich erzielt worden. Nun gelang es den Forschern, rauscharme Zustände bei Wellenlängen zwischen 700 und 800 Nanometern, also nahe dem sichtbaren roten…