Flugzeuge, die weltweit Gewässer routinemäßig überfliegen, um Verschmutzungen zu überwachen, könnten künftig nicht nur Öl- und Chemieunfälle auf Hoher See, in Küstengewässern und am Strand aufspüren, sondern auch Kunststoffabfälle, die auf der Wasseroberfläche schwimmen. Im Projekt PlasticObs+ arbeitet ein Konsortium unter der Leitung des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) daran, erstmals eine luftgestützte Überwachung größerer, zusammenhängender Meeresgebiete zu entwickeln, die kontinuierlich und nicht wie bisher punktuell Plastik in Gewässern erfasst. Nun liegen erste Ergebnisse vor. Plastikmüll in Gewässern stellt…

Kleidungsstücke an einem digitalen Avatar anprobieren und von allen Seiten begutachten? Die Blickrichtung des Haustieres auf dem Lieblingsfoto anpassen? Oder die Perspektive auf einem Landschaftsbild verändern? Diese und ähnliche Fotobearbeitungen haben bisher selbst versierte Profis vor Herausforderungen gestellt. Eine neue Methode verspricht nun, sie auch für Laien zugänglich zu machen – dank KI-Unterstützung ganz einfach mit wenigen Mausklicks. Sie wird von einem Forschungsteam unter Leitung des Saarbrücker Max-Planck-Instituts für Informatik entwickelt, insbesondere von dem dortigen Saarbrücken Research Center for Visual…

Quantencomputer könnten bisher unlösbare Aufgaben knacken, lassen sich aber nicht ohne weiteres zu der dafür nötigen Größe ausbauen. Eine neue Technik eines Darmstädter Physikerteams könnte diese Hürde überwinden. Darmstädter Physiker haben eine Technik entwickelt, die eine der größten Hürden beim Bau eines praxisrelevanten Quantencomputers überwinden könnte. Sie nutzen dafür einen optischen Effekt, den der britische Fotopionier William Talbot schon 1836 entdeckte. Diesen Erfolg stellt das Team um Malte Schlosser und Gerhard Birkl vom Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität…

… eröffnet neue Quantenpfade für kohärente Phononen. In der Zeitschrift Physical Review B haben Forscher des Max-Born-Instituts in Berlin in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Duisburg-Essen ein neuartiges Konzept zur Anregung und Abtastung von kohärenten Phononen in Kristallen mit vorübergehend gebrochener Symmetrie vorgestellt. Der Schlüssel zu diesem Konzept liegt in der Reduktion der Symmetrie eines Kristalls durch geeignete optische Anregung, wie hier für das prototypische kristalline Halbmetall Bismut (Bi) demonstriert. Die Atome in einem Kristall bilden ein regelmäßiges Gitter, in…

Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie und der Ludwig-Maximilians-Universität München haben ein neues Szenario für die Entstehung der ersten Bausteine des Lebens auf der Erde vor rund 4 Milliarden Jahren vorgeschlagen. Mit Hilfe von Experimenten zeigten sie, wie Eisenpartikel aus Meteoriten und Vulkanasche als Katalysatoren für die Umwandlung einer kohlendioxidreichen frühen Atmosphäre in Kohlenwasserstoffe, aber auch Acetaldehyd und Formaldehyd gedient haben könnten. Diese Stoffe wiederum sind Bausteine für Fettsäuren, Nukleobasen, Zucker und Aminosäuren. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Scientific Reports…

Entweder 1 oder 0. Entweder es fließt Strom oder eben nicht. In der Elektronik wird bisher alles über das Binärsystem gesteuert. Elektronen generieren so schon ziemlich schnell und gut Informationen, leiten diese weiter und übernehmen diverse Schaltfunktionen. Doch es geht noch schneller. Das haben Paul Herrmann und Sebastian Klimmer von der Universität Jena bewiesen. Die beiden Doktoranden haben dazu mit monokristallinen 2D-Materialien und Laserlicht experimentiert. Sie haben die bekannte physikalische Methode der Frequenzverdopplung von Licht mit einer besonderen Materialeigenschaft, der…

Der Taxifahrer, der sein Taxi durch die Stadt steuert. Die Chirurgin, die am OP-Tisch steht und einen Eingriff durchführt. „Diese engen räumlichen Beziehungen sind im Begriff, sich aufzulösen“, stellt Prof. Dr. Steffen Bondorf fest. Der Informatiker leitet den Lehrstuhl für Verteilte und Vernetzte Systeme an der Fakultät für Informatik der Ruhr-Universität Bochum. So kann die Chirurgin ihr Instrument für die OP über das Internet aus der Ferne steuern und damit dem Patienten die weite Anreise in eine Spezialklinik ersparen. Damit…

Prof. Sebastian Reineke von der TU Dresden wird mit einem Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) in Höhe von 2 Millionen Euro für sein Forschungsvorhaben SLOWTONICS ausgezeichnet. Darin möchte er mittels Entwicklung und Einsatz von biokompatiblen Bauelementen einen Paradigmenwechsel in der modernen Technologie anstoßen. Projektstart ist Januar 2024. Moderne Technologie hat unser Leben in den letzten Jahrzehnten grundlegend verändert und nahezu all unsere Lebensbereiche durchdrungen. Kommunikation, Transport, Energie, Industrie oder Gesundheit – in diesen und vielen weiteren Sektoren hat die…

Mit Kernuhren könnte man in Zukunft die fundamentalen Kräfte des Universums erforschen. LMU-Forscher sind nun im Rahmen einer internationalen Kollaboration einen entscheidenden Schritt vorangekommen. Atomuhren messen Zeit so genau, dass sie in 30 Milliarden Jahren weniger als eine Sekunde vor- oder nachgehen. Mit sogenannten Kernuhren könnte man die Zeit noch zuverlässiger messen. Darüber hinaus könnte man grundlegende Phänomene der Fundamentalphysik mit ihnen untersuchen. „Da geht es buchstäblich um das, was die Welt im Innersten zusammenhält“, sagt LMU-Physiker Professor Peter Thirolf,…

Laserphysiker der LMU und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) haben neue Erkenntnisse über die Dynamik von Elektronen in Festkörpern unmittelbar nach einer Photoinjektion gewonnen. Ein Laserpuls trifft auf ein Elektron in einem Festkörper. Erhält es durch die Lichtwelle genügend Energie, kann es sich danach frei durch einen Festkörper bewegen. Photoinjektion heißt dieses Phänomen, das Wissenschaftler seit den Anfängen der Quantenmechanik erforschen. Immer noch gibt es offene Fragen, wie die Prozesse dabei zeitlich ablaufen. Laserphysiker des attoworld-Teams der LMU und des…

Einem internationalen Team von Forscher*innen unter Beteiligung der Universität Rostock und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es in Laborexperimenten gelungen, Materie unter solch extremen Bedingungen zu untersuchen, wie sie sonst nur im Inneren von Sternen oder Riesenplaneten vorkommt. Ihre in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Forschungsergebnisse (DOI: 10.1038/s41586-023-05996-8) enthüllen die Materialeigenschaften und das Verhalten von Materie unter extremer Kompression und haben wichtige Auswirkungen auf die Astrophysik und die Kernfusionsforschung. Um die extremen Bedingungen zu erzeugen, nutzten die Forscher*innen den leistungsstärksten Laser…

SCARLETT trägt kein Kleid, sondern über 200 Meter Kabel: Sie umhüllen eine einzigartige Zentrifuge, die mehr über den Mars herausfinden soll. Das Kürzel SCARLETT steht für „Shadow Cast Angles of Repose in Low gravity Experiment with Thermal creep Thrust“ – ein Projekt der Astrophysik der Universität Duisburg-Essen (UDE), bei dem es um den richtigen Winkel, niedrige Schwerkraft und thermische Effekte geht. In der simulierten Schwerelosigkeit wird die Zentrifuge derzeit bei Parabelflügen eben diese Bedingungen in über 8.000 Metern Höhe herstellen….

Weltweit empfindlichstes Instrument seiner Art. Mit dem „Licht-durch-die-Wand-Experiment“ ALPS II startet heute bei DESY das weltweit empfindlichste modellunabhängige Experiment für die Suche nach besonders leichten Teilchen, aus denen die Dunkle Materie aufgebaut sein könnte. Nach wissenschaftlichen Berechnungen sollte diese ominöse Form von Materie fünfmal so häufig im Universum vorkommen wie normale, sichtbare Materie. Bisher hat jedoch noch niemand Teilchen dieses Stoffs messen können – mit dem ALPS-Experiment könnte dieser Nachweis jetzt gelingen. Das rund 250 Meter lange Experiment ALPS (Any…

Erster Langstrecken-Quantenrepeater-Knoten für Telekommunikationsnetz realisiert. Vor einem Vierteljahrhundert machten Innsbrucker Physiker den ersten Vorschlag, wie Quanteninformation mit Hilfe von Quantenrepeatern über große Distanzen übertragen werden kann, und legten damit den Grundstein für den Aufbau eines weltweiten Quanteninformationsnetzes. Nun hat eine neue Generation von Forschern an der Universität Innsbruck einen Quantenrepeater-Knoten für die Standardfrequenz von Telekommunikationsnetzen gebaut und damit Quanteninformation über Dutzende von Kilometern übertragen. Quantennetzwerke verbinden Quantenprozessoren oder Quantensensoren miteinander. Dies ermöglicht absolut abhörsichere Kommunikation und leistungsstarke verteilte Sensornetzwerke. Dabei…

Die Anzahl von Qubits in supraleitenden Quantencomputern ist in den letzten Jahren rasch gestiegen. Weiteres Wachstum ist aber durch die notwendige extrem kalte Betriebstemperatur begrenzt. Durch die Verbindung mehrerer kleinerer Prozessoren könnten größere, rechenstärkere Quantencomputer geschaffen werden, was allerdings neue Herausforderungen mit sich bringt. Ein Team unter der Leitung von Rishabh Sahu, Liu Qiu und Johannes Fink vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hat nun zum ersten Mal die Quantenverschränkung zwischen optischen und Mikrowellenphotonen nachgewiesen, die den Grundstein…

BlackGEM-Teleskope am La-Silla-Observatorium der ESO. Das BlackGEM-Array, bestehend aus drei neuen Teleskopen am La Silla-Observatorium der ESO, hat seinen Betrieb aufgenommen. Die Teleskope suchen den Südhimmel ab, um kosmische Ereignisse aufzuspüren, die Gravitationswellen erzeugen, wie etwa die Verschmelzung von Neutronensternen und schwarzen Löchern. Einige verheerende Ereignisse im Universum, wie die Kollision von schwarzen Löchern oder Neutronensternen, erzeugen Gravitationswellen, d. h. Wellen in der Struktur von Raum und Zeit. Observatorien wie das Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium (LIGO) und das Virgo-Interferometer sind darauf ausgelegt, diese…