Menschen nehmen ihre Umgebung dreidimensional wahr, und Sie können schnell einschätzen, ob Situationen im Alltag brenzlig werden können. Drohnen müssen das erst lernen. Die Intelligenz, die dafür nötig ist, nennt Professor Stefan Leutenegger räumliche künstliche Intelligenz, engl. Spatial AI. Zum Einsatz kommt der neue Ansatz künftig, um Wälder zu kartographieren, Schiffe zu inspizieren sowie Mauern zu bauen. Voraussetzung für räumliche künstliche Intelligenz ist die Orientierung im Raum sowie eine Karte aufzubauen. Über neuronale Netze kann das System lernen, Gegenstände im…

Im Kollektiv erfolgreich… Studie zeigt weiteren Weg zur Realisierung von programmierbarer aktiver Materie auf Die Miniaturisierung schreitet auf allen Gebieten voran und auch die Robotertechnik geht zu immer kleineren Einheiten über. Winzige Roboter könnten perspektivisch im medizinisch-pharmazeutischen Bereich beispielsweise Arzneistoffe an die Körperstellen transportieren, wo sie direkt gebraucht werden. Die Grundlagen für derartige Techniken werden auch in der Physik gelegt. So hat sich an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) die Statistische Physik mit einem neuen Ansatz befasst, bei dem ein…

Patchwork mit Anwendungspotenzial: Setzt man extrem dünne Halbleiternanoschichten aus Flächen zusammen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, so finden sich darin Quasiteilchen mit vielversprechenden Eigenschaften für eine technische Nutzung. Das zeigt ein internationales Team aus der Physik unter Marburger Leitung, indem es theoretische Untersuchungen mit Messdaten vergleicht. Die Forschungsgruppe berichtet in der Wissenschaftszeitschrift „Nature Communications“ über ihre Ergebnisse. Elektronische Geräte zeigen schon lange eine Tendenz zur Miniaturisierung. Die Industrie verwendet immer kleinere Bauteile, um mehr und mehr Leistung auf möglichst kleinem…

Umkehrbare Computer-Gatter für die Faktorisierung großer Zahlen entwickelt. Große Zahlen lassen sich nur mit sehr viel Rechenarbeit in ihre Faktoren zerlegen. Physiker der Universität Innsbruck um Wolfgang Lechner liefern nun einen Bauplan für eine neue Art von Quantencomputer zum Lösen des Faktorisierungsproblems, das ein Eckpfeiler der modernen Kryptographie ist. Die Basis heutiger Computer sind Mikroprozessoren, die sogenannte Gatter ausführen. Ein Gatter kann zum Beispiel eine UND-Operation sein, also eine Operation die zwei Bits addiert. Diese Gatter und damit Computer als…

Durch den Einsatz des Very Large Telescope (VLT) der ESO haben Forscher zum ersten Mal die Fingerabdrücke gefunden, die die Explosion der ersten Sterne im Universum hinterlassen hat. Sie entdeckten drei weit entfernte Gaswolken, deren chemische Zusammensetzung dem entspricht, was wir von den ersten Sternexplosionen erwarten. Diese Entdeckungen bringen uns dem Verständnis der Natur der ersten Sterne, die nach dem Urknall entstanden, einen Schritt näher. „Zum ersten Mal konnten wir die chemischen Spuren der Explosionen der ersten Sterne in sehr…

Forscher*innen in Deutschland und den U.S.A. haben erstmals gezeigt, dass Terahertz (THz)-Lichtpulse den Ferromagnetismus in einem Kristall bei Temperaturen stabilisieren können, die mehr als dreimal so hoch sind wie die übliche Übergangstemperatur. Wie das Team in der Zeitschrift Nature berichtet, wurde mit Hilfe von Pulsen, die nur Hunderte von Femtosekunden andauerten (Millionstel einer Milliardstelsekunde), ein ferromagnetischer Zustand bei hoher Temperatur in dem Seltenerdtitanat YTiO₃ erzeugt, der nach der Lichtexposition noch viele Nanosekunden lang anhielt. Unterhalb der Gleichgewichts-Übergangstemperatur verstärkten die Laserpulse…

Eine erste Untersuchung der Dunklen Energie mit eROSITA liefert Hinweise, dass diese gleichmäßig in Raum und Zeit verteilt ist. Als Edwin Hubble in den 1920er Jahren entfernte Galaxien beobachtete, machte er eine bahnbrechende Entdeckung: Das Universum dehnt sich immer weiter aus. Erst 1998 fanden Wissenschaftler durch die Beobachtung von Supernovae des Typs Ia schließlich heraus, dass sogar eine Phase der beschleunigten Expansion begonnen hat. „Um diese Beschleunigung zu erklären, brauchen wir eine Quelle“, sagt Joe Mohr, Astrophysiker an der LMU….

Elektronen lassen sich verlustfrei übertragen – auch bei den kürzlich entdeckten unkonventionellen Magneten, die kein magnetisches Moment haben. Vor mehreren Jahren machten Forschende der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik eine theoretische Vorhersage über die Entdeckung eines neues Hall-Effekts. Nun konnten sie diese Vorhersage experimentell untermauern, gemeinsam mit Forschungspartnern der Beihang University in China, der Huazhong University of Science and Technology in China, der Universidad del Norte in Kolumbien und der University of Nottingham…

Maritimes Sicherheitslabor… Cyberattacken auf die Industrie und kritische Infrastrukturen nehmen weltweit zu. Auch Schiffe, die jedes Jahr Milliarden Tonnen Güter rund um den Globus transportieren, sind als Teil der globalen Lieferketten potenzielle Ziele – doch oftmals sind die IT-gestützten Bordsysteme nur schlecht gesichert. Um ein Bewusstsein für die Gefahren unzureichender Cybersicherheit auf See zu schaffen und Lösungen für die Abwehr von Cyberattacken zu entwickeln, baut die Forschungsgruppe »Maritime Cyber Security« am Fraunhofer FKIE zusammen mit dem Fraunhofer CML ein modulares…

Die zukünftigen hochautomatisierten und vernetzten Fahrzeuge benötigen leistungsstarke Computersysteme, die anspruchsvolle Berechnungen ausführen und riesige Datenmengen verarbeiten. Dafür entwickeln 30 Partner aus Industrie und Forschung im Projekt CeCaS geeignete Prozessoren, Schnittstellen und Systemarchitekturen. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist mit zwei Instituten an dem von Infineon koordinierten Projekt beteiligt. Das Bundesforschungsministerium fördert CeCaS innerhalb der Initiative MANNHEIM. Die nächsten Generationen von Fahrzeugen werden zunehmend automatisiert und vernetzt sein, um sich immer autonomer im Straßenverkehr zu bewegen und Fahrende schrittweise…

Eine neu entwickelte molekulare Lochtransportschicht kann die Leistung von invertierten Perowskit-Solarzellen und Mini-Modulen auf Weltrekordwerte steigern. Das berichtet ein internationales Forschungsteam um Prof. Yongzhen Wu (East China University of Science and Technology) in einer Studie im Journal „Science“, an der auch Physiker der Universität Potsdam beteiligt sind. Die Energieausbeute über die Lebensdauer von Solarzellen zu verbessern, ist ein wichtiger Faktor, um unabhängig von fossilen Energiequellen zu werden. Invertierte Perowskit-Solarzellen sind in dieser Hinsicht besonders vielversprechend, da sie einfach und billig…

Massive, sich berührende Sterne werden als Schwarze Löcher kollidieren. Zwei massive, sich berührende Sterne in einer Nachbargalaxie sind auf dem besten Weg, zu Schwarzen Löchern zu werden, die bei ihrem Zusammenstoß starke Wellen im Raumzeitkontinuum auslösen könnten. Das zeigt eine Studie von Wissenschaftlern des University College London und der Universität Potsdam. In der im Journal „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlichten Studie betrachteten die beiden Nachwuchswissenschaftler ein bekanntes Doppelsternsystem, also zwei Sterne, die um einen gemeinsamen Schwerpunkt rotieren, und analysierten Daten von…

Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn sind Teil des Projekts „Quantum Secure Networks Partnership“ (QSNP). Das gemeinsame Ziel von über 40 Partner*innen aus Wissenschaft und Industrie ist eine hochsichere Datenübertragung, die durch den Einsatz von Quantenkryptografie realisiert werden soll. Das Projekt, das für einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren mit einem Budget von 25 Millionen Euro von der EU gefördert wird, ist am 1. März gestartet. Das Thema Datensicherheit gewinnt in unserer hochmodernen Gesellschaft zunehmend an Bedeutung. Digitale Kommunikation ist aus unserem privaten…

Ein internationales Forscherteam von Wissenschaftlern unter Beteiligung des MPIfR in Bonn hat mit neuen Millimeter-Beobachtungen zum ersten Mal eine Verbindung zwischen der ringförmigen Struktur, die den Materieeinfall in das zentrale Schwarze Loch offenbart, und dem starken relativistischen Jet in der Radiogalaxie M87 gezeigt. Die Beobachtungen mit dem Global Millimetre VLBI Array, ergänzt durch das ALMA-Teleskop in Chile und das Grönland-Teleskop, zeigen den Materiestrudel um das zentrale Schwarze Loch und den Ursprung des Jets bei 3,5 mm Wellenlänge. Mit den beiden…

Physiker der FAU messen und steuern Elektronenfreisetzung aus Metallen im Attosekundenbereich. Durch Überlagerung zweier Laserfelder unterschiedlicher Stärke und Frequenz lässt sich die Elektronenemission von Metallen auf wenige Attosekunden genau messen und steuern. Das haben Physiker der FAU, der Universität Rostock und der Universität Konstanz gezeigt. Die Erkenntnisse könnten zu neuen quantenmechanischen Einblicken führen und elektronische Schaltungen ermöglichen, die eine Million Mal schneller sind als heutige. Ihre Studie haben die Forscher im renommierten Wissenschaftsjournal Nature veröffentlicht. Licht ist in der Lage,…

Mit größerer Materialauswahl zu leistungsstarker und kostengünstiger Hardware. Die digitale Welt boomt und ist längst im Alltag von Industrie und Gesellschaft angekommen. Neuere Entwicklungen wie das autonome Fahren, die Telemedizin, aber auch die private Nutzung benötigen jedoch immer höhere Raten, um große Datenmengen in Echtzeit zu übermitteln. Dabei helfen soll 6G: Ziel ist es, 1.000 GB/s zu übertragen und die Latenz im Vergleich zu 5G auf ein Zehntel zu verkürzen. In der aktuellen Entwicklungsphase forscht das Fraunhofer IZM zusammen mit…