Zum ersten Mal haben Wissenschaftler ein vielversprechendes neues Verfahren angewandt, um in einem Teilchenbeschleuniger nach Teilchen der Dunklen Materie zu suchen. Die von den Forscherinnen und Forschern der internationalen JEDI-Kollaboration genutzte Methode beruht auf der Beobachtung der Spin-Polarisation eines Teilchenstrahls im Jülicher Speicherring COSY. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie heute in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review X. Etwa 80 Prozent der Materie im Universum besteht aus einem unbekannten und unsichtbaren Stoff. Postuliert wurde diese „dunkle Materie“ bereits vor etwa 90 Jahren….

Trotz quantenphysikalischer Zweifel: Forschungsteams des ZARM und der Leibniz University Hannover konnten Einstein’s Relativitätstheorie mit noch höherer Genauigkeit bestätigen. Grundlage der Berechnungen waren Lasermessungen des Abstands zwischen dem Mond und der Erde. Eine der grundlegendsten Annahmen in der fundamentalen Physik besagt, dass die verschiedenen Eigenschaften von Masse – Schwere, Trägheit und Anziehungskraft – im Verhältnis zueinander immer gleich bleiben. Wäre diese Äquivalenz nicht gegeben, würde das der Einstein’schen Relativitätstheorie widersprechen und unsere aktuellen Physikbücher müssten umgeschrieben werden. Obwohl alle bisherigen…

Hightech-Forschung mit Licht. Mit Lichtteilchen erzeugen Forschende Effekte wie im 3D-Kino, kommen so dem Verhalten der Elektronen auf die Spur und beim Verständnis von Quantenmaterialien einen Schritt weiter. Diese Werkstoffe gelten als vielversprechend für energiesparende Elektronik und die Hightech der Zukunft. Voraussetzung dafür sind topologische Eigenschaften, die sich bislang selten direkt messen ließen. Einem internationalen Wissenschaftsteam ist es gemeinsam mit dem Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat erstmals gelungen, eines der zugrundeliegenden Merkmale der topologischen Materialien experimentell zu bestätigen. Die Ergebnisse wurden im…

Die Elektronik der Zukunft basiert auf neuen Materialien. Doch manchmal sind die natürlichen Anordnungen von Atomen nicht optimal, um neue physikalische Effekte zu erzeugen. Forschenden der Universität Zürich ist es nun gelungen, Supraleiter Atom für Atom zu gestalten und so neue Zustände von Materie zu erzeugen. Wie wird der Computer der Zukunft aussehen? Nach welchen Prinzipien wird er arbeiten? Diese Fragen zu beantworten ist eine wichtige Triebkraft der physikalischen Grundlagenforschung. Dabei gibt es verschiedene Szenarien die von der Weiterentwicklung klassischer…

Schweizer Ingenieur:innen machen Laufroboter fit für künftige Mondmissionen zur Suche nach Mineralien und Rohstoffen. Damit die Maschinen auch weiterarbeiten können, wenn eine von ihnen ausfällt, bringen die Forschenden ihnen Teamwork bei. Auf dem Mond locken Rohstoffe, welche die Menschheit eines Tages abbauen und nutzen könnte. Bereits planen verschiedene Raumfahrtbehörden wie die Europäische Weltraumorganisation ESA Missionen, um den Erdtrabanten besser zu erforschen und Mineralien aufzuspüren. Dazu braucht es entsprechende Erkundungsvehikel. Schweizer Forschende unter Leitung der ETH Zürich verfolgen nun die Idee,…

Neue Methode ermöglicht genaue Beobachtung der Generkennung. Wissenschaftler:innen der Universität Leipzig haben in Zusammenarbeit mit Kolleg:innen der Universität Vilnius in Litauen eine neue Methode entwickelt, um kleinste Verdrehungen und Drehmomente von Molekülen innerhalb von Millisekunden zu messen. Die Methode ermöglicht es, die Generkennung von CRISPR-Cas-Proteinkomplexen, auch „Genscheren” genannt, mit höchster Auflösung in Echtzeit zu verfolgen. Mit den gewonnenen Daten kann der Erkennungsprozess genau charakterisiert und modelliert werden, um die Präzision der Genscheren zu verbessern. Die Ergebnisse des Teams um Prof….

Das Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist ein revolutionäres bodengebundenes Teleskop mit einem 39 Meter großen Hauptspiegel und wird das größte Teleskop der Welt für sichtbares und infrarotes Licht sein: das weltweit größte Auge am Himmel. Der Bau dieses technisch komplexen Projekts schreitet zügig voran. Das ELT hat nun den Meilenstein der Fertigstellung von 50 % überschritten. Das Teleskop befindet sich auf dem Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste, wo Ingenieurinnen und Ingenieure, Handwerkerinnen und Handwerker derzeit…

Experimente am einzigartigen Windkanal des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) in Göttingen zeigen, dass vor über 80 Jahren formulierte Gesetze und deren Erweiterungen turbulente Strömungen nur unvollständig erklären. Beim Umrühren einer Tasse Kaffee entsteht eine turbulente Strömung mit großen und sehr kleinen Wirbeln. Die unterschiedlich großen Wirbel beeinflussen sich gegenseitig, indem sie Energie von einem größeren auf einen kleineren Wirbel übertragen bis hin zum kleinsten Wirbel, der sich durch Reibung in der Flüssigkeit auflöst. Dieses Konzept wurde von dem…

TransMIT stellt im Rahmen des Verbundprojekts Plattform für Tieftemperatur Qubit Experimente (PtQUBE) innovatives Kühlsystem für Quantenanwendungen vor. Im Rahmen des noch laufenden Verbundprojekts PtQUBE konnte das TransMIT-Zentrum für Adaptive Kryotechnik und Sensorik mit der Präsentation eines neuartigen variablen Kühlsystems nun einen bedeutenden Meilenstein verkünden. Die Neuentwicklung eines Pulsrohrkaltkopfes für variable Eingangsleistungen, sowie dessen Integration in eine Experimentierplattform, stellt den Ausgangspunkt für die weitere Umsetzung des Gesamtprojekts dar. Damit ist das Teilvorhaben der TransMIT erfolgreich abgeschlossen. Die Förderung des Verbundvorhabens Plattform…

Fachgebiet “Physics of Cancer“ findet erstmals potenzielle Anwendung in der Onkologie – Präzisere Prognose zu Streuung von Brusttumoren. Wissenschaftler:innen unter Federführung der Universität Leipzig haben eine wegweisende Anwendung des wissenschaftlichen Fachgebiets der „Physics of Cancer“ in der Onkologie gefunden. Dies markiert einen Meilenstein für das neue wissenschaftliche Gebiet, das erstmals deren Anwendbarkeit in der Medizin belegt. Basierend auf Gewebe- und Zellmechanik sowie dem Einsatz von maschinellem Lernen, haben sie einen Marker für die Beweglichkeit (Motilität) von Krebszellen in der digitalen…

Entdeckung von UR-Physik-Forschungsgruppen wird die Quantenelektronik verändern. Die Physik-Forschungsgruppen von Prof. Dr. Christoph Strunk / Dr. Nicola Paradiso und Prof. Dr. Jaroslav Fabian an der Universität Regensburg entdecken Aufregendes: In ihrer eben in Nature Nanotechnology erschienenen Publikation weisen die Forschungsteams experimentell einen dramatischen Vorzeichenwechsel des Superstromdioden-Effekts nach. Die entsprechenden experimentellen Daten stimmen quantitativ mit der Theorie von Dr. Andreas Costa, ebenfalls Physiker an der Universität Regensburg, überein. Die meisten Transistoren, darunter auch die Bausteine von Computer-CPUs, erzeugen Wärme. Dies liegt…

Forschende des PSI und der Universität Barcelona können das merkwürdige Verhalten von Mikrogelen erklären. Bei ihrer Messung mit Neutronenstrahlen gehen sie an die Grenzen der Messtechnik. Ihre Ergebnisse öffnen Möglichkeiten für neue Anwendungen in der Materialforschung oder der Pharmazie. Sie fliessen durch unsere Adern, machen Wände farbig oder Milch lecker: Die Rede ist von winzigen Partikeln oder Tröpfchen, die sehr fein in einem Lösungsmittel verteilt sind. Zusammen bilden sie ein Kolloid. Während Kolloide mit harten Partikeln – etwa Farbpigmente in…

Hochenergielaser der Spitzenklasse mit erfolgreichem Nutzerexperiment in Betrieb. European XFEL hat einen hochmodernen Laser in Betrieb genommen und für ein erstes Nutzerexperiment eingesetzt. Der neue Laser DiPOLE 100-X ebnet den Weg für neue wissenschaftliche Erkenntnisse. Er liefert extrem leistungsstarke grüne Lichtblitze, mit denen Materie in extreme Zustände versetzt werden kann, so dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihr Verhalten bei hohen Temperaturen und Drücken untersuchen können. Am ersten Benutzerexperiment waren über 100 internationale Forscher beteiligt. DiPOLE ist ein diodengepumpter optischer Laser für…

Ein Zusammenstoß vor fast 30 Jahren hat die Atmosphärenchemie des Jupiters nachhaltig verändert; die Nachwirkungen helfen noch immer, den Gasriesen besser zu verstehen. Über den Polen des Gasriesen Jupiters leuchten fortwährend Polarlichter von riesigem Ausmaß. Das malerische Phänomen prägt die Vorgänge in der Atmosphäre des Gasriesen stärker als bisher gedacht, wie eine Gruppe von Forschenden, zu denen auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen zählen, heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy berichtet. Mit Hilfe von Messdaten des Atacama…

Deep-Learning-Ansatz ermöglicht genaue Berechnungen der elektronischen Struktur in großem Maßstab. Die Anordnung von Elektronen in Materie spielt in Grundlagenforschung und angewandter Forschung – wie bei Arzneimitteldesign oder Energiespeicherung – eine entscheidende Rolle. Lange Zeit fehlten jedoch geeignete Simulationsmethoden. Forscher des Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) in Görlitz und der Sandia National Laboratories in Albuquerque, USA, haben nun eine auf maschinellem Lernen basierende Simulationsmethode entwickelt, die herkömmliche Verfahren zur Simulation elektronischer Strukturen übertrifft. Die Anordnung von…

Fraunhofer-Technologien im Weltall: Der am Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT entwickelte On-board Radiation Sensor (FORS) kommt auf dem Heinrich-Hertz-Satelliten, der am 5. Juli ins All startete, erstmalig zum Einsatz. Die Sensoren messen intensive Strahlenereignisse im Orbit, um die strahlungsempfindlichen Bauteile des Satelliten je nach Strahlungsniveau zu schützen. Die Messungen sollen außerdem dazu beitragen, ein besseres Verständnis für die Strahlungsumgebung der Satellitentechnik unter realen Bedingungen zu bekommen. Die Heinrich-Hertz-Mission verfolgt mehrere Ziele. Eines davon ist es, neue Technologien für die Satellitenkommunikation…