Ein europäisches Forscherteam unter Beteiligung der Max-Planck-Institute für Radioastronomie und Gravitationsphysik hat zusammen mit indischen und japanischen Kollegen Ergebnisse von mehr als 25 Jahren Beobachtungen mit sechs der empfindlichsten Radioteleskope der Welt veröffentlicht. Mit anderen internationalen Kollaborationen haben sie unabhängig voneinander Beweise für Gravitationswellen bei extrem niedrigen Frequenzen gefunden, die von Paaren extrem massereicher Schwarzer Löcher in den Zentren verschmelzender Galaxien stammen könnten. Die Ergebnisse sind ein entscheidender Meilenstein zur Erschließung eines neuen, astrophysikalisch bedeutenden Bereichs des Gravitationswellen-Spektrums. In einer…

Forschende der Kölner Astrophysik waren am aktuellen Fund beteiligt / Die Existenz dieses Moleküls im All wurde bereits in den 1970er Jahren vorhergesagt und konnte nun erstmals nachgewiesen werden. Das James Webb-Weltraumteleskop hat das Kohlenwasserstoffmolekül CH3+ in einem 1500 Lichtjahre entfernten, neu entstehenden Sonnen- und Planetensystem entdeckt. CH3+ ist ein elementares Kohlenwasserstoffmolekül, das zwar nicht mit dem überall vorkommenden Wasserstoff (H2), dafür aber mit anderen Molekülen reagiert und somit zur Bildung sehr viel komplexerer Moleküle im Weltall beitragen kann. Seit…

Das NEHO-Projekt arbeitet an ultraschnellen neuronalen Netzen, auf deren Basis in Zukunft effizientere Methoden der Informationsverarbeitung entwickelt werden könnten. Künstliche neuronale Netze sind eine Schlüsseltechnologie im Bereich KI und Maschinelles Lernen. Viele Anwendungen erfordern die parallele und schnelle Verarbeitung riesiger Datenmengen – mit dem entsprechend großen Energiebedarf. Das neue EU-Projekt NEHO (Neuromorphic computing Enabled by Heavily doped semiconductor Optics), an dem auch der LMU-Physiker Dr. Andreas Tittl maßgeblich beteiligt ist, zielt nun darauf ab, mithilfe einer maßgeschneiderten Kombination aus Materialwissenschaft…

Eine neuartige Quantenelektronik der PTB steuert zeitgenau die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen. In nanostrukturierten Schaltungen können Elektronen sich mit hoher Geschwindigkeit auf ballistischen Flugbahnen bewegen. Die Manipulation beziehungsweise Kontrolle einzelner Ladungsträger stellt dabei eine große technologische Herausforderung dar. Mit einem neuen Halbleiter-Bauteil aus der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ist es jetzt gelungen, die Flugbahnen zweier Elektronen so aufeinander abzustimmen, dass ein einzelnes Elektron selbst zur Untersuchung eines anderen dienen kann. Die Forschenden berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von Nature Nanotechnology….

Bye bye, Linse. Hallo Metaoberfläche! Sogenannte Metaoberflächen können dazu beitragen, optische Systeme künftig dünner zu bauen – bei gleichzeitiger Erhöhung der Funktionalität. Das Problem: Herkömmliche Verfahren zur Herstellung konnten bisher oft nur kleine Metaoberflächen, häufig kleiner als ein Quadratmillimeter realisieren. Forschenden des Fraunhofer IOF ist es nun erstmals gelungen, mithilfe der Elektronenstrahllithografie eine Metaoberfläche mit einem Durchmesser von fast 30 Zentimetern herzustellen – ein Weltrekord. Ihre Methode haben die Wissenschaftler jetzt im »Journal of Micro/Nanopatterning, Materials, and Metrology« veröffentlicht. »Nach…

Menschen haben oft keine Chance, künstlich erzeugte Bilder, Audios oder Videos von echten zu unterscheiden. Deswegen arbeiten Forschende an einer automatisierten Erkennung. Künstliche Intelligenzen können auf Basis einer Texteingabe in kürzester Zeit ein Bild erzeugen, das wie ein Foto aussieht und für menschliche Augen davon nicht zu unterscheiden ist. Das ist faszinierend – zieht aber prinzipiell jedes Bild in Zweifel. Jonas Ricker hat sich in seiner Doktorarbeit an der Fakultät für Informatik der Ruhr-Universität Bochum auf die technische Erkennung gefakter…

Vergleichsmessungen von optischen Uhren der PTB verbessern die Suche nach einer möglichen Wechselwirkung von ultraleichter dunkler Materie mit Photonen. Kann dunkle Materie mit Photonen wechselwirken und die Atomstruktur beeinflussen? Ein Fall für optische Atomuhren: Zwei verschiedene Typen von ihnen wurden an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) im Rahmen des Sonderforschungsbereichs DQ-mat und des Exzellenzclusters QuantumFrontiers verglichen. Es ist die bisher genaueste Suche nach einer Wechselwirkung von ultraleichter dunkler Materie mit Photonen. Bestehende experimentelle Nachweisgrenzen für eine mögliche Kopplung wurden durch die…

Wie vollzieht die Natur evolutionäre Anpassungen, und was kann die Produktionstechnik von der Natur lernen, um flexiblere Prozesse zu entwickeln? Forscherinnen und Forscher aus sieben Fraunhofer-Instituten haben im Fraunhofer-Leitprojekt »EVOLOPRO« verschiedene Elemente der Flexibilität und Selbstanpassung analysiert und auf die Fertigung komplexer Bauteile übertragen. Das Forschungsteam legte damit den Grundstein für eine neue Generation von Produktionssystemen im Sinne eines »Biological Manufacturing Systems«. In der Wirtschaft gibt es vielfältige Gründe für neue Produktanforderungen: Technische Innovationen, gesetzliche Änderungen oder unternehmerische Entscheidungen sind…

VIT-Team stellt Paper auf CVPR 2023 vor. Ein Paper von Forschenden der Abteilung „Vision and Imaging Technologies“ (VIT) des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) wurde beim CVPR 2023 Workshop for Event-based Vision angenommen. Der weltweit renommierte Workshop behandelt neuartige eventbasierte Kameras und Algorithmen, die im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras deutlich energiesparender, lichtempfindlicher und dynamischer sind. Die Arbeit „X-maps: Direct Depth Lookup for Event-based Structured Light Systems” untersucht die Nutzung eventbasierter Kameras, um Latenzzeiten in Mixed-Reality-Umgebungen zu minimieren und die Nutzungserfahrung zu verbessern….

Optische Datenkommunikationslaser können trotz vieler störender Luftturbulenzen mehrere Dutzend Terabit pro Sekunde übertragen. Dies haben Wissenschaftler der ETH Zürich gemeinsam mit europäischen Partnern zwischen dem Jungfraujoch und Bern gezeigt. Damit dürfte der kostspielige Bau von Tiefseekabeln schon bald nicht mehr nötig sein. Das Rückgrat des Internets – den sogenannten Backbone – bildet ein dichtes Netzwerk aus Glasfaserkabeln, die jeweils bis zu mehr als hundert Terabit an Daten pro Sekunde (1 Terabit = 1012 digitale 1/0-​Signale) zwischen den Netzknoten transportieren. Die…

– zuverlässig und in Echtzeit dank Künstlicher Intelligenz. Noch während ein Bearbeitungsschritt läuft mit großer Sicherheit vorhersagen, ob das Bauteil die Qualitätsvorgaben erfüllt: Künstliche Intelligenz (KI) macht es möglich. Die am Fraunhofer IWU entwickelten KI-Lösungen bedeuten eine Verbesserung gegenüber bisherigen In-Line-Prüfsystemen, die ein zeitraubendes Ausschleusen zu Prüfzwecken überflüssig machen. Solche Qualitätsprognosen noch während der Bearbeitung sind in viele industrielle Fertigungsprozesse integrierbar, meist sogar in Verbindung mit bereits vorhandener, preisgünstiger Sensorik. Doch auch für Optimierungszwecke kann diese KI eingesetzt werden. Mit…

Eine vom MPIA geleitete Forschungsgruppe suchte mit dem James-Webb-Weltraumteleskop nach einer Atmosphäre des Gesteinsplaneten TRAPPIST-1 c. Obwohl der Planet fast die gleiche Größe und Einstrahlung wie die Venus hat, erweist sich seine Atmosphäre als höchst verschieden. Aus der Analyse der vom Planeten abgestrahlten Wärme schließen die Forschenden, dass er allenfalls eine dünne Atmosphäre mit minimalem Kohlendioxidgehalt aufweist. Die Messungen stimmen jedoch auch mit blankem Gestein ohne eine nennenswerte Atmosphäre überein. Diese Studie trägt zum Verständnis bei, wie Gesteinsplaneten bei massearmen…

Mikroskopische Bildgebung von Magnetfeldern, wie sie die Quantensensorik ermöglicht, erlaubt die Messung des einzigartigen magnetischen Fingerabdrucks von Objekten. Eine innovative Methode mit schnellen Kamerabildern hat das Fraunhofer IAF in Form eines verbesserten Weitfeld-Magnetometers entwickelt. Das System bietet einen einzigartigen Kompromiss aus Sensitivität, Auflösung und Geschwindigkeit. Auf der LASER World of QUANTUM 2023 wird es als Teil des Quantum Sensing Hubs Freiburgs präsentiert, in dem die Institute Fraunhofer IAF, IPM und IWM ihre Kompetenzen im Bereich der Quantenmagnetometrie bündeln. Forschenden des…

Photonenpaare erzeugen extrem kurze Impulse aus einem Elektronenstrahl. Physiker der Universität Konstanz generieren eines der kürzesten jemals von Menschen erzeugten Signale: Mit Hilfe von gepaarten Laserpulsen gelang es, eine Serie von Elektronenpulsen auf eine numerisch analysierte Dauer von lediglich 0,000000000000000005 Sekunden zu komprimieren. Vorgänge in der Natur, die sich auf intramolekularer oder intraatomarer Ebene abspielen, laufen teilweise auf einer Zeitskala von Billiardsteln (Femtosekunden) oder Trillionsteln (Attosekunden) einer Sekunde ab. Kernreaktionen sind sogar noch schneller. Maxim Tsarev, Johannes Thurner und Peter…

Das Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen untersucht im Rahmen eines DFG-geförderten Projekts neue Verfahren zum besseren Verstehen komplexer Software. Ein umfassender Überblick über den Aufbau und die Arbeitsweise einer Software ist für deren Wartung und Weiterentwicklung essenziell. Räumlich verteilt arbeitenden Teams fällt es jedoch oft schwer, ein gemeinsames Verständnis komplexer Projekte zu entwickeln. Das Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen untersucht daher in einem neuen Forschungsprojekt verschiedene Möglichkeiten, kollaborative Verstehensprozesse zu unterstützen. In dem zweijährigen…

Die Entdeckung einer seltenen Art von Sternensystem in zwei unabhängigen Studien der Universität Warwick und des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) liefert neue Erkenntnisse über die Vorhersagen des Dynamomodells für die Sternentwicklung. Der neue Weiße-Zwerg-Pulsar, ein extrem enges Doppelsternsystem aus einem Weißen und einem Roten Zwergstern, die gemeinsam in die Sonne passen würden, ist erst das zweite bekannte seiner Art. Weiße Zwerge sind extrem verdichtete Sternreste mit der Masse unserer Sonne aber der geringen Größe unseres Planeten Erde. Sie entstehen,…