Im Rahmen des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat wurden erstmals Exzitonen in einem topologischen Isolator erzeugt. Ein zukunftsweisender Durchbruch in der Quantenforschung, basierend auf Materialdesign aus Würzburg. Mit dem ersten Nachweis von Quasiteilchen – sogenannten Exzitonen – in einem topologischen Isolator ist einem internationalen Wissenschaftsteam rund um das Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat ein Durchbruch in der Quantenforschung gelungen. Diese Entdeckung schafft die Grundlage für eine neue Generation von lichtgesteuerten Computerchips und Quantentechnologien. Möglich wurde dies durch geschicktes Materialdesign aus Würzburg – dem Geburtsort…

Forscher der Universität Tübingen beteiligt an der Untersuchung hochbetagter seltener Himmelsobjekte am Ende ihres Lebenszyklus. Mithilfe des größten Einzelteleskops auf der Südhalbkugel, dem SALT in Südafrika, hat ein internationales Team von Astronomen acht der heißesten Sterne im Universum entdeckt. Ihre Oberflächentemperatur liegt bei mehr als 100.000 Grad – die Oberfläche der Sonne erreicht lediglich 5.800 Grad. Die Entdeckungen entsprangen einem Forschungsprojekt unter der Leitung von Professor Simon Jeffrey vom Armagh-Observatorium in Nordirland, an dem Professor Klaus Werner vom Institut für…

Die Entstehung von Wärme ist ein Aspekt, der in der Forschung zum Quantencomputer bisher vernachlässigt wurde. Physiker*innen aus Konstanz, Grenoble und Helsinki lenken nun die Aufmerksamkeit auf den Störfaktor Wärme – und schufen ein Verfahren, um die Wärmeentwicklung eines supraleitenden Quantensystems experimentell zu messen. Hitze und Computer vertragen sich bekanntlich nicht gut. Wird ein Rechner zu heiß, gerät seine Leistung ins Stocken und er kann sogar abstürzen. Wie steht es aber um den künftigen Quantencomputer? Diese Hochleistungsrechner der Zukunft reagieren…

Die Arbeiten zur Herstellung hochqualitativer YIG-Schichten unter Verwendung von Gasphasenabscheideverfahren werden in den kommenden drei Jahren durch den Freistaat Thüringen gefördert, indem bei INNOVENT e.V. in Jena eine entsprechende Forschungsgruppe ins Leben gerufen und finanziell unterstützt wird. Der Bedarf an immer leistungsfähigeren und effizienteren integrierten Schaltkreisen führte in den vergangenen Jahrzehnten zu einer kontinuierlichen Erhöhung der Integrationsdichte von CMOS Bauteilen. Etwa alle zwei Jahre konnte die Integrationsdichte verdoppelt werden (Mooresches Gesetz). Diese Entwicklung stößt seit dem Jahr 2000 immer mehr…

Hinter dem schwachen orangefarbenen Leuchten des Nebels Sh2-54 ist auf diesem neuen Infrarotbild eine Vielzahl von Sternen zu erkennen. Dieser spektakuläre Sternenhimmel im Sternbild Schlange (Serpens) wurde mit dem VISTA-Teleskop (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) des Paranal-Observatoriums der ESO in Chile bis ins kleinste Detail aufgenommen. Als die Menschen der Antike in den Nachthimmel blickten, sahen sie zufällige Muster in den Sternen. Die Griechen zum Beispiel nannten eines dieser Sternbilder Serpens, weil es einer Schlange ähnelte. Was sie…

Das neue Jahr bietet uns gleich ein interessantes Himmelsschauspiel: der Komet C/2022 E3 (ZTF) wird Anfang Februar mit ca. 5,5 mag seine maximale Helligkeit erreichen und gut mit dem Fernglas zu beobachten sein. Er ist zunächst ein Objekt des Morgenhimmels, wird dann nahe des Polarsterns die gesamte Nacht über hoch am Himmel stehen und verabschiedet sich Anfang März am Abendhimmel. Der Komet wurde am 2. März 2022 von der „Zwicky Transient Facility“ entdeckt und trägt daher das Kürzel „ZTF“. Zum…

Das EU-Projekt TEF-Health hat das Ziel, innovative Ansätze aus der Künstlichen Intelligenz (KI) und der Robotik im Gesundheitswesen zu prüfen und schneller zur Marktreife zu bringen. Geleitet wird es von Professorin Dr. Petra Ritter, Direktorin der Sektion Gehirnsimulation am Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) und an der Klinik für Neurologie mit Experimenteller Neurologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Die 51 beteiligten Projektpartner aus neun europäischen Ländern erhalten eine Förderung der Europäischen Union von 60 Millionen Euro, zwei…

Die Anforderungen an die Fabrik der Zukunft sind hoch: Sie muss schnell an veränderte Produktionsprozesse anpassbar sein und bei knappen Flächen und zugleich hohen Flächenkosten bestehen können. Hier kann die Verwendung von Mixed Reality die Fabrikplanung effizient unterstützen. Mit »HoloLayouts« haben Forschende am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA eine Anwendung entwickelt, mit der sich flächeneffiziente Fabriklayouts von mehreren Personen interaktiv in Mixed Reality entwerfen lassen. Die Fabrikplanung wird virtuell erlebbar, Änderungen erfolgen live und in Echtzeit. Fabriken werden heutzutage…

TU-Forschende entwickeln neue Methode zur An- und Abschaltung einzelner Poren. Nanoporen spielen eine wichtige Rolle in der Wasseraufbereitung und in der Bioforschung. Allerdings lässt sich die Technik oft noch schwer kontrollieren. Ein Forschungsteam der TU-Darmstadt will mit einem neuen Ansatz Abhilfe schaffen. Die Ergebnisse wurden jetzt in dem renommierten Fachjournal „Physical Review Letters“ veröffentlicht. Meerwasser entsalzen oder Trinkwasser von schädlichem Nitrat befreien: Dies gelingt dank Membranen, die von winzigen Nanoporen durchsetzt sind. Man kann sie sich als Sieb vorstellen, dessen…

Viele kennen das Problem vom weihnachtlichen Plätzchen backen: Beim Ausstechen bleibt immer wieder Teig an den Förmchen hängen. Ähnliche Komplikationen treten auch beim Laserschneiden in der Industrie auf. Quantencomputer könnten hier künftig helfen, den Laser so zu platzieren, dass sich die Blechteile sauber heraustrennen lassen. Im Projekt QUASIM will Dr. Tobias Stollenwerk vom Forschungszentrum Jülich dafür nun gemeinsam mit dem deutschen Hochtechnologieunternehmen Trumpf erste passende Quantenalgorithmen auf den Weg bringen. Im Interview beleuchtet der Quantenphysiker, der im Sommer vom Deutschen…

Wir sind umgeben von chemischen Prozessen. Von neuartigen Materialien bis hin zu wirksameren Medikamenten oder Kunststoffprodukten: Chemische Reaktionen spielen eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung der Dinge, die wir alltäglich benutzen. Wissenschaftler*innen suchen ständig nach besseren Kontrollmöglichkeiten für diese Reaktionen, beispielsweise um neue Materialien zu entwickeln. Nun hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des MPSD eine Erklärung dafür gefunden, warum sich chemische Reaktionen in verspiegelten Hohlräumen, wo Moleküle in eine Wechselwirkung mit Licht gezwungen werden, langsamer abspielen. Die Arbeit, nun…

Quantencomputer gelten als die Rechner der Zukunft. A und O sind dabei Quantenbits (Qubits), die kleinste Recheneinheit von Quantencomputern. Da sie nicht nur über zwei Zustände verfügen, sondern auch über Zustände dazwischen, verarbeiten Qubits mehr Informationen in kürzerer Zeit. Einen solchen Zustand länger aufrechtzuerhalten, ist allerdings schwierig und insbesondere von den Materialeigenschaften abhängig. Ein Forschungsteam des KIT erzeugte jetzt Qubits, die 100-mal sensitiver auf Materialdefekte sind – ein entscheidender Schritt, um diese auszumerzen. Die Ergebnisse veröffentlichte das Team in der…

Forschende der Universität Stuttgart entwickeln ein Metaobjektiv, dessen Brennweite auf Knopfdruck verstellbar ist. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Stuttgart präsentieren in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications ein elektrisch schaltbares Metaobjektiv. Es besteht aus zwei Metalinsen, die unabhängig voneinander schaltbar sind. Auf diese Weise sind mehrere Kombinationen möglich, die verschiedene Brennweiten ergeben. Objektive dieser Bauart könnten zukünftig in einem flachen Smartphone verwendet werden, ohne weitere mechanische Bauteile oder einen komplizierten, störanfälligen Mechanismus. Bei herkömmlichen Smartphones ist zoomen meist…

Die Raumfahrt befindet sich im stetigen Wandel. Entwicklungszyklen für Satelliten haben sich stark verkürzt und dadurch auch die Anforderungen an deren Betriebssystem verändert. Für die neuen Anforderungen an die Software von Satelliten hat das Start-up der Universität Stuttgart sat:io ein Konzept entwickelt. Das Team bietet ganzheitliche, skalierbare Lösungen an, die einen multi-missionsfähigen Satellitenbetrieb ermöglichen. Die Startkosten in der Raumfahrt sind in den vergangenen Jahren stark gesunken. Satelliten sind teilweise nur noch so groß wie Schuhkartons oder kleiner. Ihre Sensortechnologie wird…

Entwicklung des Instituts für Hochfrequenztechnik und Funksysteme soll Ausbau des 6G-Netzes unterstützen. Bis zum Jahr 2030 soll das 6G-Netz nach einem Beschluss der Bundesregierung in ganz Deutschland flächendeckend ausgebaut werden. Um dies zeitnah umzusetzen wird die Forschung in diesem Bereich mit insgesamt 700.000 Millionen Euro bundesweit massiv gefördert. Das Institut für Hochfrequenztechnik und Funksysteme der Leibniz Universität Hannover (LUH) unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dirk Manteuffel ist mit mehreren Forschungsprojekten an diesem Vorhaben beteiligt. Einen Schwerpunkt legen die Wissenschaftlerinnen und…

Wo Experimente an ihre Grenzen stoßen, können Computersimulationen tiefer blicken lassen. Wissenschaftler vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) an der Universität Bremen haben einen Computercode entwickelt, der exakte Vorhersagen über den Zerfall von Tropfen in turbulenten Strömungen ermöglicht. Überraschenderweise zeigt er, dass es keinen Zeitpunkt gibt, an dem Flüssigkeitstropfen nicht weiter in noch kleinere Tropfen zerfallen können. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht und der Open-Source-Computercode steht nun auch anderen Wissenschaftler:innen zur Verfügung. Der Zerfall von…