Wie viel Energie ein Mikroschwimmer zur Fortbewegung benötigt, lässt sich nun leichter bestimmen. Wissenschaftler der Abteilung Physik Lebender Materie am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) haben ein allgemeines Theorem aufgestellt, mit dem die für den Antrieb benötigte minimale Energie berechnet werden kann. Diese Erkenntnisse verbessern das Verständnis für den praktischen Einsatz von Mikroschwimmern, wie beispielsweise beim gezielten Transport von Molekülen und Substraten. Eine der wichtigsten Eigenschaften eines Fahrzeugs, sei es ein Auto, ein Flugzeug oder ein Schiff, ist der…

Armbänder für zuverlässige Echtzeitprognosen. Epilepsie ist eine neurologische Erkrankung, von der weltweit mehr als 50 Millionen Menschen betroffen sind. Zu den Hauptsymptomen gehören schwere Anfälle, die häufig mit Bewusstlosigkeit und Verletzungen einhergehen – in einigen Fällen sogar mit tödlichem Ausgang. Zwar gibt es Notfallmedikamente und Sicherheitsvorkehrungen, deren Anwendung wird durch die Unvorhersehbarkeit der Anfälle jedoch massiv erschwert. Wissenschaftler der Universität Paderborn arbeiten deshalb an einem neuartigen System für ein am Handgelenk getragenes Gerät, ein sogenanntes Wearable, das Prognosen in Echtzeit…

… gibt Details aus seinem Leben preis. Forschungsteam der Universität Tübingen nutzt den offenen Sternhaufen Messier 37 als Himmelslabor zur Bestimmung der Sternentwicklung und der Messung seines Masseverlusts. Sonnenähnliche Sterne beenden ihr Leben als Weißer Zwerg. Manche davon sind von einem planetarischen Nebel umgeben, der aus Gas besteht, das der sterbende Stern kurz vor seinem Tod abgestoßen hat. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Professor Klaus Werner vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen untersuchte jetzt erstmals einen…

Unerwartet große Anzahl junger Sterne in der direkten Umgebung zu supermassivem Schwarzen Loch identifiziert und Wassereis im Zentrum der Galaxie nachgewiesen / Veröffentlichung in „The Astrophysical Journal“. Ein internationales Team um Dr. Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität zu Köln hat einen jungen Sternhaufen in der direkter Umgebung des supermassiven Schwarzen Lochs SagittariusA* (SgrA*) im Zentrum unserer Galaxie im Detail analysiert und gezeigt, dass er deutlich jünger ist als erwartet. Dieser Sternhaufen, bekannt als IRS13, wurde zwar bereits…

Neue Messung zeigt langsameren Einbrennprozess des Wasserstoffbrennens. Die nukleare Astrophysik untersucht die Entstehung der Elemente im Universum seit Anbeginn der Zeit. Ihre Modelle verwenden Parameter, die die Forschenden aus Messdaten gewinnen. Eine wichtige Rolle spielen dabei Kernreaktionen, die im Inneren der Sterne ablaufen. Ein Team des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat nun gemeinsam mit Forschenden aus Italien, Ungarn und Schottland am Dresdner Felsenkeller- Beschleuniger erneut eine der zentralen Reaktionen untersucht – mit einem überraschenden Ergebnis, wie sie im Fachmagazin Physical Review…

Theoretische Physiker des Exzellenzclusters PRISMA+ legen neue umfassende Gitterrechnungen vor. Theoretischen Physikern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es gelungen, ihre im Jahr 2021 publizierten Berechnungen des elektrischen Ladungsradius des Protons noch einmal deutlich zu verbessern und erstmals ein hinreichend präzises Ergebnis komplett ohne die Hinzuziehung experimenteller Daten zu erhalten. In der Diskussion um die Größe des Protons favorisieren auch diese neuen Rechnungen den kleineren Wert. Zugleich haben die Physiker erstmals eine stabile Theorie-Vorhersage für den magnetischen Ladungsradius des Protons…

CISPA-Forscher im Selbstversuch… Messengerdienste bieten durch standardmäßige Ende-zu-Ende-Verschlüsselung eine relativ große Sicherheit. Aber immer nur so lange am anderen Ende tatsächlich die richtige Person chattet. Nur wenige Menschen wissen, dass eine Authentifizierung der Chat-Partner:innen entscheidend ist, um Angriffe auf den Chatverlauf zu verhindern. Der Frage, warum dieser Akt nur selten stattfindet, ist Matthias Fassl aus der Forschungsgruppe von CISPA-Faculty Dr. Katharina Krombholz in einem Selbstversuch nachgegangen. Die Ergebnisse wurden nun als Paper bei der Conference on Human Factors in Computing…

Mit dem H.E.S.S.-Observatorium in Namibia hat ein internationales Forschungsteam die bislang energiereichsten Gammastrahlen von einem Pulsar entdeckt, einem ausgebrannten, toten Stern. Die registrierte Strahlung hat rund zehn Billionen Mal so viel Energie wie sichtbares Licht. Die Beobachtung lässt sich nur schwer mit der gängigen Theorie zur Erzeugung solcher gepulsten Gammastrahlung vereinbaren, wie das internationale Team in der Zeitschrift „Nature Astronomy“ berichtet. Pulsare sind die übrig gebliebenen Reste von Sternen, die spektakulär in einer Supernova explodiert sind. Die Explosion hinterlässt einen…

KI reduziert Aufwand bei Schulte Kartonagen um 25 %. Welcher Liefertermin steht wann an? Wie aufwändig muss die Maschine umgerüstet werden? Ist das benötigte Material bereits geliefert? Um die Reihenfolge verschiedener Kundenaufträge optimal zu planen, müssen Produktionsplaner:innen eine Vielzahl von Faktoren kennen und einschätzen. Bei Schulte Kartonagen hat ab sofort ein intelligenter KI-Assistent alle Faktoren im Blick – und macht Vorschläge für die effiziente Planung der Produktion. Gefördert wurde die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEM und den Universitäten Paderborn und…

Erfolgreiches Experiment mit FAIR-Detektor in Japan. Wissenschaftler*innen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Technischen Universität Darmstadt ist es gemeinsam mit einem internationalen Team gelungen, zum ersten Mal den lange gesuchten Sauerstoff-Atomkern ²⁸O zu erzeugen und nachzuweisen. Durchgeführt wurde das Experiment am japanischen Forschungszentrum RIKEN. Entscheidend war dabei der erstmalige Einsatz des meterhohen und tonnenschweren Neutronendetektors NeuLAND, der für das zukünftige Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt entwickelt wurde. An FAIR wird er wichtiger Bestandteil eines…

Messung des g-Faktors des Elektrons in wasserstoffartigem Zinn bestätigt das Standardmodell der Teilchenphysik unter extrem hohen elektrischen Feldstärken. Die Quantenelektrodynamik ist die am besten getestete Theorie der gesamten Physik. Sie beschreibt alle elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen von Licht und Materie. Wissenschaftler:innen des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg (MPIK) haben jetzt mit Präzisionsmessungen an ihrem Experiment Alphatrap die magnetischen Eigenschaften von Elektronen untersucht, die an hochgradig ionisierte Zinn-Atome gebunden waren. Solche Tests ermöglichen Einblicke in das Verhalten von Teilchen unter extremen…

Wie Moleküle Knoten bilden… Kunststoffe oder DNA: Viele Moleküle sind so lang, dass sie Knoten bilden können, ähnlich wie beim Schuhe binden. Während es noch umstritten ist, ob Rechts- und Linkshänder ihre Knoten lieber in unterschiedliche Richtungen binden, sind die Knotengewohnheiten von Molekülen jetzt viel klarer geworden. Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz hat gezeigt, dass die Richtung der Verdrehung helixförmiger Moleküle – rechts oder links – die Händigkeit ihrer Knoten bestimmt. Helixförmige Moleküle haben,…

Forschende enträtseln das Geheimnis der dynamischen Reibung auf atomarer Ebene. Reibung, ein alltägliches Phänomen, hat die Wissenschaft seit Jahrhunderten beschäftigt. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten ist unser Verständnis nach wie vor lückenhaft, was vor allem auf die vielfältigen Wechselwirkungen zurückzuführen ist, die sich über unterschiedliche Längenbereiche erstrecken. Das exakte Verständnis der Kontaktbedingungen zwischen Objekten ist seit langem eine Herausforderung, die erst kürzlich durch Fortschritte in der Rastersondenmikroskopie möglich wurde. Doch selbst mit diesen technologischen Durchbrüchen blieben die Feinheiten der dynamischen Reibung –…

Veröffentlichung in ACS Nano. Sie sind extrem dünn, oft nur eine Atomlage dick, daher werden sie „zweidimensional“ genannt: Diese neuen Materialien haben ungewöhnliche Eigenschaften, die sie interessant machen z.B. für Energieanwendungen, Katalysatoren oder Sensoren. Die Herausforderung besteht darin, auch in industriellen Größenordnungen eine hohe Materialqualität herstellen zu können. Physiker der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun eine Methode gefunden, zwei verschiedene 2D-Materialien aus einem einzigen Prozessgas zu produzieren. Ihre Studie, veröffentlicht in ACS Nano, hat Modellcharakter. Das ideale zweidimensionale Material bildet…

Studie zeigt, wie Reifengummiverschleiß besser untersucht und optimierte Materialien entwickeln werden könnten. Forschende haben die molekulare Bewegung von Gummibestandteilen, die typischerweise in Autoreifen verwendet werden – Polybutadien und Ruß – mit der weltweit höchsten Zeitauflösung beobachtet. Die Studie zeigt die Wechselwirkung zwischen den beiden Komponenten auf atomarer Ebene und ebnet den Weg für neue Erkenntnisse zur Abnutzung von Reifengummi und zur Entwicklung langlebiger Materialien. Reifengummi ist ein Verbundwerkstoff, der meist synthetischen Kautschuk wie Polybutadien sowie Nanopartikel wie Ruß enthält, die…

Die Quantenphysik setzt sich mit den Naturgesetzen im atomaren und subatomaren Bereich auseinander. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse haben beispielsweise die Entwicklung von Computerchips, Kernspintomografen oder Navigationssystemen ermöglicht. An der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau forschen Professor Dr. Artur Widera und seine Arbeitsgruppe zur Quantenphysik. In einer aktuellen Forschungsarbeit präsentieren sie einen Quantenmotor, der sich nicht im klassischen Sinne mit thermodynamischen Prinzipien beschreiben lässt. Der Antrieb erfolgt quantenmechanisch, nicht durch Wärmeübertragung. Das zugehörige Paper ist im Fachmagazin Nature erschienen. Klassische Motoren sind…