Laserphysiker des attoworld-Teams an der Ludwig-Maximilians-Universität und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik haben mit Hilfe eines optischen Resonators die charakteristischen Schwingungen von durch Laserpulse angeregten Molekülen so verstärkt, dass ihre Identifikation auch bei sehr niedrigen Konzentrationen möglich wird. Empfindliche Tiernasen können Spurenpartikel, wie flüchtige organische Verbindungen, in der Umgebungsluft erschnuppern. Der Mensch dagegen entwickelt dafür innovative Technologien, wie etwa die optische Spektroskopie. Dabei wird mit Hilfe von Laserlicht die molekulare Zusammensetzung von Gasen detektiert. Sie eröffnet die Möglichkeit, diese „Riech“-Erfolge sogar…

Wenn Ionen ein Material durchdringen, laufen hochkomplexe Prozesse ab – so schnell, dass man sie bisher kaum analysieren konnte. Aber durch ausgeklügelte Messungen gelang das nun. Wie reagieren verschiedene Materialien auf den Einschlag von Ionen? Das ist eine Frage, die in vielen Forschungsbereichen eine wichtige Rolle spielt – etwa bei der Kernfusionsforschung, wenn die Wände des Fusionsreaktors von energiereichen Ionen bombardiert werden, aber auch in der Halbleitertechnik, wenn man Halbleiter mit Ionenstrahlen beschießt um winzige Strukturen herzustellen. Das Resultat eines…

Baustein für die Photovoltaik: Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen hat erstmals ein grundlegendes physikalisches Phänomen sichtbar gemacht, das bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie eine Rolle spielt. Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ist es gelungen, sogenannte dunkle Moiré-Interlagen-Exzitonen sichtbar zu machen und deren Entstehung mit den Methoden der Quantenmechanik zu erklären. Die Forscherinnen und Forscher zeigen, wie eine in Göttingen neu entwickelte experimentelle Technik, die zeitaufgelöste Impulsmikroskopie, tiefste mikroskopische Einblicke zu diesen technologisch relevanten Fragenstellungen liefert….

Supraleiter sind der Schlüssel für verlustfreien Stromfluss. Die Realisierung supraleitender Dioden ist allerdings erst kürzlich ein wichtiges Thema der Grundlagenforschung geworden. Internationalen Forschenden unter Mitwirkung des theoretischen Physikers Mathias Scheurer von der Uni Innsbruck ist nun ein Meilenstein gelungen: die Erzeugung eines supraleitenden Dioden-Effekts ohne externes Magnetfeld und damit der Beweis der Annahme, dass Supraleitung und Magnetismus koexistieren. Sie berichten darüber in Nature Physics. Von einem supraleitenden Dioden-Effekt spricht man, wenn sich ein Material in einer Stromflussrichtung wie ein Supraleiter…

delgase aus dem Erdmantel geerbt hat. Die Entdeckung hilft zu verstehen, wie der Mond und möglicherweise auch die Erde und weitere Himmelskörper entstanden sind. Der Mond fasziniert Menschen seit jeher. Doch erst zur Zeit von Galileo Galilei begannen Wissenschaftler, ihn richtig zu untersuchen. Im Laufe von Jahrhunderten stellten Forschende verschiedene Theorien über die Entstehung des Mondes auf. Nun fügen Geochemiker:innen und Petrolog:innen der ETH Zürich der Entstehungsgeschichte des Mondes ein weiteres Puzzleteil hinzu. In einer Studie, die soeben in der…

Forscher:innen am Forschungszentrum Jülich haben ein neuronales Netzwerk mit 300 Millionen Synapsen in bislang unerreichter Geschwindigkeit simuliert. Ihnen gelang es, die Netzwerk-Aktivität viermal schneller als in Echtzeit zu berechnen. Für ihren Rekord nutzten sie einen Prototyp des „neuronalen“ IBM-Supercomputers INC-3000. Übergeordnetes Ziel ist es, das Lernen und die Hirnentwicklung besser zu verstehen. Im Interview erläutert Dr. Arne Heittmann, was es damit auf sich hat. Maschinenlernen und künstliche Intelligenz (KI) haben zuletzt enorme Fortschritte erzielt. Der damit verbundene Rechenaufwand ist allerdings enorm….

Das autonome Fahren oder sogar autarke Fliegen können nur Wirklichkeit werden, wenn deren elektronische Systeme in der Lage sind, ihre Position im Raum hochpräzise zu bestimmen. Hierfür kommen in der Luft- und Raumfahrt bereits optische Gyroskope zum Einsatz, die mittels Lichtmessungen den Kurs von Flugkörpern kontrollieren und diese stabilisieren. Messungen mit Gyroskopen können allerdings durch Materialeffekte sowie elektrische und magnetische Felder gestört werden – mit fatalen Folgen. Deshalb hat nun ein deutsch-polnisches Forschungskonsortium eine störungsfreie Lichtübertragung für Gyroskope entwickelt und…

Festkörperspeicher in neuromorphen Schaltungen. Sie sind um ein Vielfaches schneller als Flash-Speicher und benötigen deutlich weniger Energie: Memristive Speicherzellen könnten die Energieeffizienz neuromorpher Computer revolutionieren. In diesen Rechnern, die sich die Arbeitsweise des menschlichen Gehirns zum Vorbild nehmen, funktionieren memristive Zellen wie künstliche Synapsen. Weltweit arbeiten zahlreiche Gruppen an dem Einsatz entsprechender neuromorpher Schaltungen – allerdings oft mit mangelndem Verständnis ihrer Funktionsweise und fehlerhaften Modellen. Jülicher Forschende haben nun die physikalischen Grundlagen und Modelle in einem umfassenden Übersichtsartikel in der…

Mit einer neuen App will die Fakultät Informatik der Hochschule Reutlingen die Diagnose und Therapie in der Medizin verbessern und kostengünstiger machen. Dabei setzen die Informatiker um Prof. Dr. Christian Thies auf die Nutzung von Gesundheits-Wearables, wie Fitnessarmbänder. In einer ersten klinischen Anwenderstudie, gemeinsam mit der Abteilung für Innere Medizin 1 der Medizinischen Universitätsklinik am Universitätsklinikum Tübingen und dem Zentrum für Personalisierte Medizin am Standort Tübingen, soll die bwHealthApp jetzt getestet werden. An der praktischen Studie an der Universitätsklinik in…

Ein Team von Astronomen aus Italien und Deutschland hat unter maßgeblicher Beteiligung des MPIA-Forschers Henrik Beuther zum ersten Mal Gasströme, die von einer Akkretionsscheibe ausgehen, direkt hin zu einem Jet nachgezeichnet, der Material in den freien Weltraum schleudert. Die vom INAF geleitete Studie bestätigt das durch die Magnetohydrodynamik erklärte Szenario von Scheibenwinden, die von Akkretionsscheiben um Objekte wie schwarze Löcher oder neu entstehende Sterne ausgehen. In der neuen Studie, die heute in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, werden die Gasströmungen von…

Neue Beobachtungen des Roten Überriesen deuten darauf hin, dass der Massenauswurf seiner Atmosphäre im Jahr 2019 sein Schicksal maßgeblich beeinflussen könnte. Beteigeuze wird wohl nicht in nächster Zeit explodieren, aber der Auswurf gibt Aufschluss darüber, wie rote Sterne in ihrem späten Leben, wenn ihre Kernfusionsöfen ausbrennen, Masse verlieren, bevor sie als Supernovae enden. Die Ergebnisse wurden mit mehreren Observatorien erzielt, darunter dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA und den robotischen STELLA-Teleskopen des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP). Der Stern Beteigeuze erscheint als…

TU Ilmenau an Bundesprojekt beteiligt: Die Technische Universität Ilmenau startet das 9,1-Millionen-Euro-Verbundprojekt Advanced Multimodal Imaging (AMI), das Industrieunternehmen durch Entwicklung und Anwendung multimodaler Bildgebung fit für die digitale Zukunft macht. Vollkommen neue Verfahren der Visualisierung werden kleinen und mittleren Unternehmen Schlüsseltechnologien an die Hand geben, die sie für Zukunftsmärkte mit bedeutenden Wachstumsprognosen wettbewerbsfähig machen. Das Projekt des Bundesforschungsministeriums, das im September startet und eine Laufzeit von drei Jahren hat, entsteht in enger Kooperation von Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen. In der multimodalen…

Laut Standardmodell der Kosmologie ist jede Galaxie von einer Art Heiligenschein aus Dunkler Materie umgeben. Dieser Halo ist unsichtbar, übt jedoch aufgrund seiner Masse eine starke Anziehungskraft auf Galaxien in der Umgebung aus. Eine neue Studie unter Leitung der Universität Bonn und der University of Saint Andrews (Schottland) stellt diese Sicht des Universums in Frage. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Zwerggalaxien des zweitnächsten Galaxienhaufens der Erde – des sogenannten Fornax-Haufens – frei von solchen Halos aus Dunkler Materie sind….

Ionensonden-Untersuchungen und verbesserte Sternmodelle bringen neue Erkenntnisse über den Sternenstaub unseres Sonnensystems. Bis vor Kurzem gingen Kosmochemiker:innen und Astrophysiker:innen davon aus, dass Supernovae und ihre Vorläufer, die Überriesen-Sterne, nur wenig zum Sternenstaubgehalt unseres Sonnensystems beigetragen haben. Neuere Untersuchungen deuten aber darauf hin, dass ein erheblicher Teil des Sternenstaubs (mehr als 25 Prozent) im Sonnensystem aus Supernova-Explosionen und deren Vorläufersternen stammt. Damit lassen sich Zusammensetzung und Ursprung der Bausteine unseres Sonnensystems besser verstehen. Die vorherigen Annahmen zum Ursprung des Staubs waren…

Forschungsgruppe der Frankfurt UAS entwickelt Netzwerk für den Katastrophenfall/neuartige Netzwerkarchitektur erleichtert Koordination von Hilfseinsätzen. In Katastrophenfällen wie bei einer Flut oder einem Erdbeben müssen verschiedene Gruppen von Helfer/-innen schnell und unkompliziert Informationen austauschen – beispielsweise Sanitäter/-innen oder Feuerwehrleute. Doch wie kann sichergestellt werden, dass selbst nach dem Zusammenbruch wichtiger Infrastruktur ein stabiles Kommunikationsnetz zur Verfügung steht? Für solche Szenarien haben Wissenschaftler der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) im Rahmen eines Forschungsprojekts eine neuartige Netzwerkarchitektur entwickelt und kürzlich bei…

Weltraumforschung… Kunststoffteile in Meeren, Chlorophyllgehalt von Gewässern, Dürregrad von Äckern – seit April 2022 umkreist der deutsche Umweltsatellit »EnMAP« unsere Erde und sammelt zahlreiche Daten während seiner fünfjährigen Mission. Das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM sowie das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF haben verschiedene Kernkomponenten für das optische System des hyperspektralen Satelliten entwickelt. Am 1. April 2022 um 18:24 Uhr mitteleuropäischer Zeit war es soweit: Der deutsche Umweltsatellit »EnMAP« – kurz für »Environmental Mapping Analysis Program« –…