Modulare Mobilgeräte als Antwort auf den Elektroschrott-Anstieg. Ein Leben ohne Smartphone ist in der modernen Zeit kaum noch vorstellbar. Doch während die elektronischen Begleiter unser Leben oftmals bereichern, belasten sie gleichzeitig erheblich die Umwelt. Wie also kann Umweltschutz mit Produktion und Nutzung von Smartphones in Einklang gebracht werden? Genau dieser Frage widmeten sich zwei Industriedesigner vom Fraunhofer IZM im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts MoDeSt und untersuchten die Vereinbarkeit von moderner Technik und Kreislaufwirtschaft. Als Ergebnis präsentieren sie zwei Entwürfe für…

Supraleiter – Materialien, durch die Elektrizität völlig widerstandsfrei fließen kann – sind für viele Hochtechnologie-Anwendungen von zentraler Bedeutung, seien es Quantencomputer, Medizintechnik oder Hochleistungs-Energieanwendungen. Wissenschaftler aus Saarbrücken, Eindhoven und Köln haben nun eine Methode im Grenzgebiet von Mathematik und Physik entwickelt, mit der die Simulation solcher Materialien enorm vereinfacht werden kann. Sie wurde im Fachmagazin Physical Review Research publiziert. Versuch und Irrtum: Die Methode war über Jahrtausende das Mittel der Wahl, wenn es darum ging, dass Menschen neue Stoffe erfunden…

Gleich zwei Distinguished Paper Awards gab es in diesem Jahr auf der renommierten Cybersicherheitskonferenz USENIX für Forschungspaper, an denen Alexander Dax mitgearbeitet hat. Eine der beiden in der Forschungsgemeinschaft begehrten Auszeichnungen hat er für sein Paper „Hash gone bad: Automated discovery of protocol attacks that exploit hash function weaknesses“ erhalten. Darin zeigt er auf, dass automatisierte Sicherheitsanalysen von Internetprotokollen oft ungenau sind, weil sie von falschen Voraussetzungen – in diesem Falle perfekten Hashfunktionen – ausgehen. Damit im Internet Daten sicher…

… verbindet einige Tausend künstliche Neuronen. Ein Team um die Physiker Prof. Dr. Wolfram Pernice und Prof. Dr. Martin Salinga und den Informatiker Prof. Dr. Benjamin Risse von der Universität Münster hat mit photonischen Prozessoren eine sogenannte ereignisbasierte Architektur entwickelt. Ähnlich dem Gehirn ermöglicht sie eine fortlaufende Anpassung der Verschaltung innerhalb des neuronalen Netzes. Moderne Rechenmodelle, die beispielsweise für komplexe und leistungsfähige KI-Anwendungen genutzt werden, bringen herkömmliche digitale Computerprozessoren an ihre Grenzen. Neuartige Rechenarchitekturen, die der Funktionsweise biologischer neuronaler Netze…

Forschungskonsortium setzt Maßstäbe im Bereich Open Source-Hardware Das Forschungsprojekt HEP hat ein offenes, flexibles Design für einen Sicherheitschip vorgestellt. Das vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Härtung der Wertschöpfungskette durch quelloffene, vertrauenswürdige EDA-Tools und Prozessoren (HEP)” verwendet quelloffene, kostenlose Komponenten und Werkzeuge für die Herstellung eines Chips im IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik. Die leichte Zugänglichkeit des erprobten Ablaufs setzt neue Maßstäbe für Entwicklungszeiten und verringert den Lernaufwand beim Thema Chipdesign deutlich. Der im Projekt HEP…

Ein internationales Team hat einen fernen Ausbruch kosmischer Radiowellen entdeckt, der weniger als eine Millisekunde dauerte. Dieser „schnelle Radioblitz“ (FRB) ist der bisher fernste, der je registriert wurde. Seine Quelle wurde mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in einer Galaxie lokalisiert, die so weit entfernt ist, dass ihr Licht acht Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Der Radioblitz ist auch einer der energiereichsten, die je beobachtet wurden; in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde gab…

Optische neuronale Netze werden durch neuen Laser kleiner und effizienter. Erste experimentelle Demonstration zeigt deutliche Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Computerchips. Ein Forschungsteam der TU Berlin und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA hat den weltweit ersten Chip entwickelt, auf dem mit Hilfe eines „VCSEL“-Lasersystems das neuromorphe Rechnen mit Licht realisiert wird. Die Chiparchitektur bildet dabei ein „neuronales Netz“, eine Methode der Künstlichen Intelligenz (KI), die sich am menschlichen Gehirn orientiert und zum Beispiel der Anwendung ChatGPT zugrundeliegt. Erste…

Forscher des Max-Born-Instituts haben nun die lineare und nichtlineare optische Polaronantwort mit Hilfe ultraschneller zweidimensionaler Spektroskopie im THz-Frequenzbereich untersucht. Wie sie in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters berichten, werden durch Multiphoton-Ionisation von Isopropanol-Molekülen mit einem Femtosekunden-Impuls im nahen Infrarot freie Elektronen erzeugt und die daraus resultierenden Änderungen der dielektrischen Eigenschaften der Flüssigkeit im THz-Frequenzbereich gemessen bzw. manipuliert. Ein Elektron und die umgebende Wolke aus Lösungsmitteldipolen koppeln durch elektrische Kräfte und können gemeinsame kollektive Bewegungen ausführen. Solche Vielteilchenanregungen im…

Neues EU-Projekt zur Weiterentwicklung von Flugrobotern mit Paderborner Beteiligung. Flugroboter werden u. a. bereits dafür genutzt, Windkraftanlagen auf Schäden zu überprüfen und können somit wichtige Aufgaben übernehmen, die für Menschen riskant sind. Um zukünftig noch weitere Einsatzgebiete zu ermöglichen und die Technik zu optimieren, will ein internationales Konsortium jetzt den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) bei der Entwicklung von Flugrobotern erforschen. Das auf vier Jahre angelegte Projekt, an dem auch Wissenschaftler der Universität Paderborn beteiligt sind, wird mit knapp acht…

Quantensensoren ermöglichen NMR-Verfahren auf mikroskopischer Ebene. Die Entstehung von Tumoren beginnt mit winzigen Veränderungen innerhalb einzelner Körperzellen, und bei der Leistungsfähigkeit von Batterien sind Ionenbewegungen auf kleinster Ebene entscheidend. Bisher ist die Auflösung der gängigen bildgebenden Verfahren aber zu gering, um diese Prozesse im Detail darstellen zu können. Ein Forschungsteam unter der Leitung der Technischen Universität München (TUM) hat Diamant-Quantensensoren entwickelt, die als hochauflösende Kernspintomografen eingesetzt werden könnten. In der Forschung ist die Kernspinresonanz, oder kurz NMR (vom englischen nuclear…

Einem FAU-Forschungsteam gelingt es erstmals, Elektronen in einer Nanometer kleinen Struktur zu beschleunigen. Teilchenbeschleuniger sind in vielen Bereichen der Industrie, Forschung und Medizin unverzichtbare Werkzeuge. Der Platzbedarf dieser Maschinen reicht von wenigen Quadratmeterräumen bis hin zu großen Forschungszentren. Der Einsatz von Lasern zur Beschleunigung von Elektronen innerhalb einer photonischen Nanostruktur stellt eine mikroskopische Alternative dar, die das Potenzial hat, die Kosten erheblich zu senken und die Geräte wesentlich weniger sperrig zu machen. Bisher konnte noch kein wesentlicher Energiegewinn nachgewiesen werden….

Die ZBW – Leibniz-Informationszentrum Wirtschaft erforscht die Aktualisierung ihres Fachvokabulars durch den Einsatz von KI-gestützten Methoden. Eine aktuelle Studie zeigt, dass das vortrainierte BERT-Sprachmodell DistilBERT in der automatisierten Schlagwort-Extraktion besonders effektiv ist und die Möglichkeit bietet, den Standard-Thesaurus Wirtschaft (STW) unterstützt durch KI-Methoden zu aktualisieren. Wissenschaftliche Bibliotheken verschlagworten ihre Literatur anhand genormter Wörterbücher, sogenannter Thesauri. Die zeitnahe und umfassende Aktualisierung derartiger spezialisierter Thesauri, stellt eine besondere Herausforderung dar – vor allem in sich thematisch schnell weiterentwickelnden Fachdisziplinen wie den Wirtschaftswissenschaften….

Eine neue 3D-Computersimulation des Lichts, das nach der Verschmelzung zweier Neutronensterne ausgesendet wird, hat eine ähnliche Abfolge von spektroskopischen Merkmalen ergeben wie eine real beobachtete Kilonova. „Die einmalige Übereinstimmung zwischen unseren Simulationen und den Beobachtungen von Kilonova AT2017gfo zeigt, dass wir weitgehend verstehen, was bei der Explosion und in der Folgezeit passiert ist“, sagt Lukes Shingles, Wissenschaftler bei GSI/FAIR und Hauptautor der Veröffentlichung in „The Astrophysical Journal Letters“. Jüngste Beobachtungen, die sowohl Gravitationswellen als auch sichtbares Licht kombinieren, weisen darauf…

Gleich vier neue Standorte werden künftig die Aktivitäten des Netzwerks Teilchenwelt bereichern. Das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Institut Jena, die Universität Bielefeld und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) schließen sich den 30 Forschungseinrichtungen an, die unter Leitung der TU Dresden ihre Forschung über die faszinierende Welt der Teilchenphysik in die Öffentlichkeit tragen. Forschungsinstitute, Schulen und Lernorte vernetzen, um Nachwuchs für die MINT-Fächer zu fördern und dabei Teilchenphysik spannend und verständlich zu vermitteln – mit diesem Ziel wurde 2010 das bundesweite Netzwerk Teilchenwelt…

Maßgeschneiderte Elektronenpulse für verbesserte Elektronenmikroskopie. Elektronenmikroskope liefern vielseitige Einblicke in den Nanokosmos, doch ihre Auflösung wird durch die gegenseitige Abstoßung der Elektronen begrenzt. Göttinger Forschenden gelang es nun, den Einfluss dieser Wechselwirkungen genau zu vermessen. Dabei entdeckten sie einen „energetischen Fingerabdruck“, bei dem die Verteilung der Geschwindigkeiten der Elektronen sehr charakteristisch für ihre jeweilige Anzahl ist. Mit dieser Erkenntnis entwickelten sie ein Verfahren, dass die Leistung etablierter Elektronenmikroskope steigern könnte und neue Messverfahren auf der Basis gekoppelter Elektronen ermöglicht. Unser…

Kernkomponenten für das anlaufende MESA-Experiment MAGIX sind in Mainz eingetroffen. Eines der Leuchtturmprojekte des Mainzer Exzellenzclusters PRISMA+ ist der Bau des neuen energierückgewinnenden Teilchenbeschleunigers MESA, der zukünftig Experimente mit bisher unerreichter Präzision ermöglichen wird. Eines dieser Experimente trägt den Namen MAGIX – ein ausgeklügelter Spektrometeraufbau, mit dem die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einige der grundlegendsten Fragen der modernen Physik beantworten wollen: Wie groß ist das Proton wirklich? Können wir Anhaltspunkte für dunkle Photonen finden? Können wir die Fusion von Kohlenstoff und…