Unter der Leitung von Francesca Ferlaino und Massimo Mannarelli untersuchen Quantenphysiker und Astrophysiker gemeinsam die plötzliche Änderung der Rotationsgeschwindigkeit von Neutronensternen. Es ist ihnen nun gelungen, dieses rätselhafte Phänomen mit ultrakalten dipolaren Atomen numerisch zu simulieren. Die enge Verbindung von Quantenmechanik und Astrophysik ebnet den Weg für die Quantensimulation von stellaren Objekten. Neutronensterne faszinieren die Wissenschaft seit ihrer ersten Entdeckung im Jahr 1967. Die für ihre periodischen Lichtblitze und ihre schnelle Rotation bekannten Überreste von Supernovae gehören zu den dichtesten…

Nachweiseffizienz dank extremer Empfindlichkeit 1.000-fach höher als bei konventionellen Ionendetektoren. Einem internationalen Forschungsteam rund um Quantenphysiker Markus Arndt von der Universität Wien ist eine bahnbrechende Entwicklung im Bereich der Detektion von Protein-Ionen gelungen: Supraleitende Nanodrahtdetektoren erreichen aufgrund ihrer hohen Energieempfindlichkeit eine fast 100%ige Quantenausbeute und übertreffen Nachweiseffizienz von herkömmlichen Ionendetektoren bei kleinen Energien um das 1.000-Fache. Im Gegensatz zu herkömmlichen Detektoren können sie die einfliegenden Makromoleküle auch nach Aufprallenergie unterscheiden. Dies ermöglicht eine empfindlichere Detektion von Proteinen und zusätzliche Information…

Studie der Universitäten Bonn und St. Andrews schlägt Lösung für eines der großen Rätsel der Kosmologie vor. Das Weltall dehnt sich aus. Wie schnell es das tut, wird durch die sogenannte Hubble-Lemaitre-Konstante beschrieben. Doch gibt es einen Streit um die Frage, wie groß diese Konstante eigentlich ist: Unterschiedliche Messmethoden liefern widersprüchliche Werte. Diese sogenannte „Hubble-Spannung“ stellt die Kosmologen vor ein Rätsel. Forscher der Universitäten Bonn und St. Andrews schlagen dafür nun eine neue Lösung vor: Unter Verwendung einer alternativen Gravitationstheorie…

Ein völlig neues Konzept in der Fotografie kann die Aufnahme von Strömungen transparenter Medien wesentlich verbessern. Die sogenannte Schlierenfotografie ist ein Standardverfahren in Forschung und Industrie: Mit ihr werden Aufnahmen im Windkanal gemacht, Strömungen von Düsen und Turbinen untersucht oder Gaslecks in Tanks und Anlagen aufgespürt. Einem Team aus zwei Forschern der TU Berlin und einem japanischen Wissenschaftler ist es am Exzellenzcluster „Science of Intelligence“ (SCIoI) nun gelungen, mit dem völlig neuen Konzept der „Eventkameras“ die Möglichkeiten der Schlierenfotografie deutlich…

…mehr Physik beim Umweltschutz. Frischwasser gehört zu den wertvollsten Ressourcen auf unserer Erde. Nur etwa drei Prozent des weltweit verfügbaren Wassers ist Süßwasser. Immer extremer werdende Wetterverhältnisse wie Hitze und Dürren zeigen, dass es ein kostbares Gut ist. Gleichzeitig steigt der Bedarf für Frischwasser seitens der Wirtschaft und der Industrie. Denn für die Herstellung von Lebensmitteln wird enorm viel Wasser benötigt, das dann als Ab- bzw. Prozesswasser aufwändig – meist chemisch und kostspielig – gereinigt werden muss. Forscherinnen und Forscher…

Ladungseffekte können fließende Tropfen beeinflussen. Über Oberflächen rutschende Tropfen sind für viele Anwendungen relevant. Die Bewegung der Tropfen wird nicht zuletzt durch die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche bestimmt. Ein Team um Hans-Jürgen Butt am Max-Planck-Institut für Polymerforschung hat nun herausgefunden, dass auch elektrische Ladungen die Bewegung maßgeblich beeinflussen. Dies könnte Zukunft dabei helfen, Prozesse, bei denen Tropfen beteiligt sind, zu optimieren. Vom präzisen Tintenstrahldruck bis zur klaren Sicht durch Brillengläser – der Einfluss von Tropfen und ihrer Bewegung prägt zahlreiche…

Hilfe für Verschüttete in Katastrophengebieten. Nach einer Katastrophe zählt jede Minute. Bei der Suche nach Überlebenden werden oftmals unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) eingesetzt, die in schwer zugänglichen Gebieten ein erstes Lagebild liefern und helfen, Opfer aufzuspüren – sofern diese sichtbar sind. Forschende am Fraunhofer FKIE wollen mit einer neuen Technologie eine Lücke im Katastrophenschutz schließen: Mit Mikrofon-Arrays ausgestattete Drohnen sollen künftig die Hilfeschreie und akustische Signale Hilfesuchender aus der Luft gezielt orten und Bergungskräften die Standortdaten der Verletzten liefern. Das erhöht…

Astronominnen und Astronomen haben eine bemerkenswerte Entdeckung gemacht: Sie haben eine Scheibe um einen jungen Stern in der Großen Magellanschen Wolke, einer Nachbargalaxie von uns, beobachtet. Zum ersten Mal wurde eine solche Scheibe außerhalb unserer Galaxie gefunden, die mit denjenigen identisch ist, die in unserer eigenen Milchstraße Planeten bilden. Die neuen Beobachtungen zeigen einen massereichen jungen Stern, der wächst, Materie aus seiner Umgebung aufnimmt und eine rotierende Scheibe entwickelt. Die Entdeckung wurde mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in…

Bakterien-Protein wirkt gegen mehr Moskitoarten als gedacht. Ein internationales Forschungsteam hat ein natürliches Gift gegen Insekten mit dem stärksten Röntgenlaser der Welt atomgenau durchleuchtet. Die Aufnahmen des European XFEL helfen, die Wirkweise des Insektizids besser zu verstehen, das von einem Bakterium hergestellt wird. Möglicherweise lassen sich auf dieser Grundlage auch maßgeschneiderte Varianten erschaffen, die gezielter gegen schädliche Insekten wirken, beispielsweise gegen Krankheiten übertragende Mücken. Das Team um Dominik Oberthür von DESY und Colin Berry von der Universität Cardiff in Großbritannien…

KI- und menschengenerierte Online-Inhalte gelten als ähnlich glaubwürdig. Studie der Hochschule Mainz und der JGU zeigt, dass KI-generierten Inhalten eine größere Klarheit und Anziehungskraft zugesprochen wird. In einer Zeit, in der das Internet für viele Menschen zur Hauptquelle von Informationen geworden ist, hat die Glaubwürdigkeit von Online-Inhalten und deren Quellen einen kritischen Wendepunkt erreicht. Diese Besorgnis wird durch die Verbreitung von Anwendungen generativer künstlicher Intelligenz (KI) wie ChatGPT und Google Bard verstärkt. Im Gegensatz zu traditionellen Plattformen wie Wikipedia, deren…

Forschende des KIT haben erstmals mithilfe von Deep Learning sowohl die räumliche als auch die zeitliche Auflösung grober Niederschlagskarten verbessert. Starke Niederschläge können Naturkatastrophen wie Hochwasser oder Erdrutsche auslösen. Um die durch den Klimawandel zu erwartenden Änderungen der Häufigkeit dieser Extreme vorherzusagen, sind globale Klimamodelle notwendig. In einer Studie zeigen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) erstmals eine Methode auf Basis Künstlicher Intelligenz (KI), mit der sich die Genauigkeit der von globalen Klimamodellen erzeugten groben Niederschlagsfelder erhöhen lässt. Ihnen…

Wachhund „NERO“ soll Unternehmen schützen. 5G-Mobilfunknetze besser vor Angriffen zu schützen, daran arbeitet ein Team um Stefan Valentin, Professor für Mobile Netzwerke am Fachbereich Informatik der Hochschule Darmstadt (h_da). Im Blick haben die Wissenschaftler Netzwerke in Unternehmen. Dort wird die 5G-Technologie inzwischen in vielen Be-reichen genutzt, um komplexe, zeitkritische Abläufe zu steuern – zum Beispiel in großen Logistikzentren, in der Automobilindustrie, in Krankenhäusern und künftig möglicherweise auch bei Sicherheitsbehörden oder der Feuerwehr. Diese kritische Infrastruktur kann, die nötige kriminelle Energie…

Das Lorentz-Theorem lässt sich nun auch auf Flüssigkeiten mit gebrochenen Symmetrien anwenden. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) in Göttingen haben einen Weg gefunden, diesen klassischen Lehrsatz auf Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Viskosität auszuweiten. Ihre Entdeckung eröffnet einen neuen Weg zur Erforschung von Systemen mit gebrochener Symmetrie. Symmetrien sind für die Physik von grundlegender Bedeutung. Im Allgemeinen gilt ein physikalischer Prozess als symmetrisch, wenn er spiegelbildlich oder zeitlich umgekehrt identisch erscheint. In der Hydrodynamik bedeutet dies, dass die Strömung…

Die Vision von vielen Scifi-Serien und -Romanen: Anstatt in einfachen Videoanrufen, unterhalten sich Gesprächspartner als digitale Avatare miteinander – so, als säßen sie in einem Raum, obwohl in Wirklichkeit Tausende Kilometer zwischen ihnen liegen. Damit eine solche „Telepräsenz“ funktioniert, braucht es fotorealistische digitale Abbilder der Nutzer, die mit geringem Rechenaufwand und in Echtzeit erzeugt werden können. An der Grundlagenforschung hinter solcherlei Anwendungen arbeiten Forschende des Saarbrücker Max-Planck-Instituts für Informatik. Im Zuge dessen bauen sie ein hochmodernes Informatik-Labor auf, das in…

Neuer SFB ATLAS erforscht Technologien für Raumfahrtmissionen in sehr geringer Höhe. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gibt grünes Licht für den neuen Sonderforschungsbereich „Advancing Technologies of Very Low Altitude Satellites“ (SFB 1667 ATLAS). Unter Federführung der Universität Stuttgart wollen die Wissenschaftler*innen die technologischen Grundlagen für eine nachhaltige Nutzung des Bereichs der sehr niedrigen Erdorbits (VLEO – Very Low Earth Orbit Regime) erarbeiten. Dieser Bereich bietet große Potenziale, um wissenschaftliche und kommerzielle Satellitenmissionen zu verbessern und zukunftsfähig zu gestalten.   „Der neue…

Was passiert, wenn elektrischer Strom durch ein „seltsames Metall“ fließt? TU Wien und Rice University zeigen: Das etablierte Bild von Elektronen und „Quasielektronen“ bricht zusammen. Auf den ersten Blick klingt alles so einfach: In einem Kabel befinden sich Elektronen, und wenn wir eine Spannung anlegen, flitzen die Elektronen von einer Seite des Kabels zur anderen und es fließt ein elektrischer Strom. Dieses Bild ist nicht ganz falsch – aber richtig ist es auch nicht. Denn tatsächlich können sich in einem…