Quantenphysik ist die Grundlage für vielerlei Zukunftstechnologien: Der Quantencomputer verspricht bisher undenkbare Rechenleistungen, und die Quantenkommunikation soll das Rückgrat des zukünftigen Quanten-Internets sein. Absolut abhörsicher sollen Informationen durch die Glasfasernetze der Zukunft rasen. Im Saarland wird dafür nun eine Teststrecke in Betrieb genommen, deren Dimensionen dem Alltagsbetrieb sehr nahe kommt. Die 14 Kilometer lange Glasfaserverbindung zwischen der Universität des Saarlandes (UdS) und der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (htw saar) wird vom regionalen Telekommunikationsversorger VSE NET als Industriepartner…

Forscher*innen der Universität zu Lübeck, der Fachhochschule (FH) Kiel und der Süddänischen Universität Odense haben im Rahmen des Interreg-Projektes „Hand Disinfection Robot – HanDiRob“ einen intelligenten sozialen Roboter entwickelt, der Handdesinfektionsmittel anbietet und dessen Nutzung belohnt. Der Roboter könnte in Kliniken die Prävention gegen Infektionskrankheiten unterstützen. Die korrekte Desinfektion von Händen ist vor allem in Krankenhäusern sehr wichtig. Bundesweit infizieren sich rund 500.000 Menschen während eines Aufenthalts in Kliniken, für geschätzte 15.000 Patient*innen endet dies tödlich. „Hallo möchten Sie Ihre…

Physiker entdecken unerwartete Verbindung zwischen aktiven Teilchen und quantenmechanischen Systemen / Studie in „Nature Communications“. Physiker um Prof. Dr. Raphael Wittkowski und Prof. Dr. Uwe Thiele vom Institut für Theoretische Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben ein neues Modell für die Dynamik von Systemen aus vielen Teilchen entwickelt, die sich von alleine fortbewegen. Die Untersuchung von aktiven Teilchen ist eines der am schnellsten wachsenden Teilgebiete der Physik. Als aktive Teilchen bezeichnen Physikerinnen und Physiker Objekte, die sich durch einen…

– Lichtpulse können sich wie ein exotisches Gas verhalten. Physikteam der Uni Jena und der University of Central Florida untersucht Licht mit negativer Temperatur. In der heutigen Gesellschaft werden täglich riesige Mengen von Daten übertragen – meist in Form optischer Pulse, die durch Glasfasern geleitet werden. Mit der stetig steigenden Dichte solcher optischen Signale wächst deren Wechselwirkung, was zu Datenverlust führen kann. Physikerinnen und Physiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des College of Optics and Photonics in Orlando (Florida) erforschen, wie…

Die seltsamen topologischen Eigenschaften einiger Formen von Materie werden seit Jahrzehnten erforscht. Nun haben Forscher des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) topologische Eigenschaften zweiatomiger Moleküle entdeckt. Dabei wendeten sie ähnliche mathematische Methoden an wie bei Festkörpersystemen und verbinden damit zwei verschiedene Bereiche der Physik. Ihre Erkenntnisse versprechen mögliche zukünftige Anwendungen in der Chemie. Manchmal ergeben sich unvorhergesehene Verbindungen zwischen unterschiedlichen Forschungsgebieten in der Physik. Genau das ist der Fall bei den topologischen Eigenschaften von Quantenzuständen in rotierenden Molekülen….

Bei der Erzeugung von Niederdruck-Plasmen entsteht unter anderem sehr energiereiche UV-Strahlung. Forschende haben nun ein wesentlich handlicheres und kostengünstigeres System als bisher genutzt entwickelt, um Intensität und Wellenlängenverteilung der UV-Strahlung zu messen. Niederdruck-Plasmen kennt eigentlich jeder, der schon einmal eine Leuchtstoffröhre in der Hand hatte. Die Lampen enthalten ein Gas unter sehr geringem Druck. Durch Anlegen einer Spannung werden darin Elektronen stark beschleunigt. Wenn sie mit Gasteilchen kollidieren, können aus letzteren geladene Ionen oder auch besonders reaktive neutrale Teilchen entstehen,…

Künstliche Intelligenz rekonstruiert Bewegungsabläufe von Mensch und Tier. Stellen wir uns vor, wir sind auf Safari: Wir beobachten eine Giraffe, die frisst. Kurz sind wir abgelenkt, dann sehen wir, wie das Tier den Kopf senkt und sich setzt. Doch was ist in der Zwischenzeit passiert? Computerwissenschaftlern des Exzellenzclusters „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour“ der Universität Konstanz ist es gelungen, die statistisch wahrscheinlichen Zwischenschritte anhand von Kodierungen von Pose und Erscheinungsbild des Tiers aufzuzeigen. Ein Kernproblem in der…

Astronomen und Astronominnen haben mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gasförmiges Wasser in der planetenbildenden Scheibe um den Stern V883 Orionis entdeckt. Dieses Wasser trägt eine chemische Signatur, die die Reise des Wassers von sternbildenden Gaswolken zu Planeten erklärt und die Idee unterstützt, dass das Wasser auf der Erde sogar älter ist als unsere Sonne. „Wir können jetzt die Ursprünge des Wassers in unserem Sonnensystem bis in die Zeit vor der Entstehung der Sonne zurückverfolgen“, sagt John J. Tobin,…

Europäisches Roboter-Team erkundet autonom Lavahöhle auf Lanzarote. Als potenzielle Orte für zukünftige Basislager sind die Lavahöhlen auf dem Mond von großem Interesse. Wie sich diese erreichen und erforschen lassen, hat ein europäisches Konsortium unter Koordination des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in dem von der Europäischen Kommission geförderten Projekt CoRob-X untersucht. Bei abschließenden Feldtests auf Lanzarote gelang es den Projektpartnern, die Machbarkeit ihres wegweisenden Explorationskonzepts unter Beweis zu stellen. Erfolgreich demonstrierten sie, wie ein Team aus drei autonomen Rovern…

Projekt AI4Mobile steigert Leistungsfähigkeit für Industrie und Verkehr. Das Forschungsprojekt AI4Mobile (KI-gestützte Mobilfunksysteme für Mobilität in Industrie und Verkehr) ist erfolgreich abgeschlossen worden. Seit 2020 entwickelte das AI4Mobile-Konsortium unter der Leitung des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) KI-basierte Kommunikationslösungen für verschiedene Mobilitätsanwendungen. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung mit 5,1 Mio. Euro gefördert. Es gehört zum Themenbereich „Künstliche Intelligenz in Kommunikationsnetzen“. Bei AI4Mobile stand die Entwicklung innovativer Methoden der künstlichen Intelligenz und…

Forschern an der ETH Zürich und dem TII Abu Dhabi ist es mit Unterstützung von Innsbrucker Quantenphysikern gelungen, die Bewegung eines winzigen Glaskügelchens in zwei Richtungen gleichzeitig in den Quanten-Grundzustand abzukühlen. Dies stellt einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zu einer 3D-Grundzustandskühlung eines massiven Teilchens dar und eröffnet neue Möglichkeiten für den Bau von hochempfindlichen Sensoren. In einem Hochvakuum mit Laserlicht kontrollierte Nanoteilchen gelten als vielversprechende Plattform, um die Grenzen der Quantenwelt auszuloten. Seit der Formulierung der Quantentheorie ist nämlich…

Fraunhofer IPMS stellt neuen Controller IP-Core MACsec vor. Die Sicherheit von Daten ist eines der wichtigsten Themen im heutigen digitalen Zeitalter. Zunehmende Systemangriffe und Cyberkriminalität machen es erforderlich, Daten auf neue Arten zu sichern. Dafür entwickelte das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS den MACsec Controller IP-Core, welcher die neuesten Ethernet-Sicherheitsstandards implementiert. Er sorgt für Authentifizierung, Integrität und Verschlüsselung von Daten zwischen verschiedenen Knoten eines Local Area Networks (LAN). Das Fraunhofer IPMS entwickelt und lizensiert seit 20 Jahren IP-Cores an Unternehmen…

Analysiert man Hirnschnitte oder Zellen unter dem Mikroskop, entstehen schnell große Mengen an Daten. Doch wie kann man diese Bilddateien strukturiert abspeichern, sodass sie auch von anderen Forschenden genutzt oder automatisiert verarbeitet werden können? Das Konsortium NFDI4BIOIMAGE, an dem Dr. Werner Zuschratter und Torsten Stöter vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg beteiligt sind, hat sich vorgenommen, Standards für Forschungsdaten aus dem Bereich Mikroskopie und Bioimaging zu entwickeln. Um solche interoperablen und Cloud-kompatiblen Standards für multi-modale Datensätze zu realisieren, wird das…

Kick-off Meeting in Mainz steckt Rahmen für geplantes Forschungsprogramm ab. Mit einem zweitägigen Workshop, zugleich ein Kick-off Meeting, haben die Universitäten Mainz und Würzburg die deutsche Beteiligung am NASA-Satelliten COSI vorbereitet. Aus Mainz ist die Gruppe von Prof. Dr. Uwe Oberlack vom Exzellenzcluster PRISMA⁺ beteiligt, aus Würzburg die Gruppe um den Astrophysiker Dr. Thomas Siegert. Das Gammastrahlenteleskop mit dem Namen Compton Spectrometer and Imager (COSI) wird die jüngste Geschichte der Sternentstehung, von Sternexplosionen und der Bildung chemischer Elemente in der…

Graphen ist ein seltsames Material. Seine Eigenschaften zu verstehen, ist sowohl für die Grundlagenwissenschaften interessant als auch für vielversprechende neue Technologien. Ein Team von Forschenden des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) und des Weizmann Institute of Science hat Systeme aus mehreren übereinander gestapelten Graphenschichten untersucht und herausgefunden, wie diese zu neuen Formen exotischer Supraleitung führen können. Stellen Sie sich ein Material vor, das nur aus einer Schicht Atome besteht – weniger als ein Millionstel eines Millimeters dick. Das…

Quanteneffekte können in chemischen Reaktionen eine wichtige Rolle spielen. Physiker um Roland Wester von der Universität Innsbruck haben nun zum ersten Mal eine quantenmechanische Tunnelreaktion, die theoretisch auch exakt beschrieben werden kann, experimentell beobachtet. Mit der in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichen Studie liefern die Wissenschaftler eine wichtige Referenz für diesen fundamentalen Effekt in der Chemie. Es handelt sich dabei um die langsamste Reaktion mit geladenen Teilchen, die je beobachtet wurde. Tunnelreaktionen in der Chemie lassen sich nur sehr schwer vorhersagen….