Mit Licht kann man Atome gezielt dazu bringen, einander gegenseitig anzuziehen. Ein Team aus Wien und Innsbruck konnte diesen Bindungszustand aus Licht und Materie nun erstmals messen. Ein ganz besonderer Bindungszustand zwischen Atomen konnte nun erstmals im Labor erzeugt werden: Mit einem Laserstrahl lassen sich Atome polarisieren, sodass sie auf einer Seite positiv, auf der anderen Seite negativ geladen sind. Dadurch ziehen sie einander an und bilden einen ganz speziellen Bindungszustand – viel schwächer als die Bindung zwischen zwei Atomen…

Dank des ersten wissenschaftlichen Bildes, das diesen Monat vom James Webb Space Telescope (JWST) veröffentlicht wurde, konnte ein internationales Team unter Leitung von Forschenden des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) und der Technischen Universität München (TUM) ein verbessertes Modell für die Massenverteilung des Galaxienhaufens SMACS J0723.3−7327 erstellen. Als Gravitationslinse vervielfacht und vergrößert dieser Galaxienhaufen Bilder von Hintergrundgalaxien. Eine Familie solcher Mehrfachbilder gehört zu einer Galaxie, deren Entfernung sich mithilfe des neuen Modells auf 13 Milliarden Lichtjahre schätzen lässt. Das erste vom…

Erstmals hat ein internationales Team um LMU-Physiker Harald Weinfurter eine fortgeschrittene Form der Quantenkryptographie realisiert. Die Verschlüsselung ist vom verwendeten Quantengerät unabhängig und somit sicherer gegen Angriffe. Im Internet wimmelt es nur so von hochsensiblen Informationen. Ausgeklügelte Verschlüsselungstechniken sorgen in der Regel dafür, dass solche Inhalte nicht abgefangen und gelesen werden können. Doch vor allem leistungsstarke Quantencomputer könnten in Zukunft die Schlüssel in Sekundenschnelle knacken. Daher ist es gut, dass quantenmechanische Techniken nicht nur neue, sehr viel schnellere Algorithmen ermöglichen,…

Neu und nachhaltig: Verpackungsmaterialien werden immer knapper und sind häufig nicht umweltfreundlich. Herkömmliche Transportverpackungen sind zumeist für den Einmaltransport ausgelegt und bestehen oft aus Wellpappe. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben gemeinsam mit der Berges GbR in Darmstadt eine alternative Lösung zur Einmalverpackung entwickelt und patentiert. Durch eine vollständig werkstofflich rezyklierbare Mehrwegtransportlösung für empfindliche Güter wird die Umwelt geschont und Anwender können den CO2-Fußabdruck ihrer Unternehmen verbessern.Entwicklungspartner für individualisierte Anwendung werden gesucht. Für einen Transportschutz wird…

Forscher am MPQ haben eine neuartige Mikrowellen-Kühltechnik für molekulare Gase entwickelt, die es ermöglicht, polare Moleküle bis auf wenige Nanokelvin, 21 milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, abzukühlen. Damit stellten sie einen neuen Tieftemperaturrekord auf und ebnen den Weg zu neuen Formen von Quantenmaterie, die bislang experimentell nicht zugänglich waren. Wird ein stark verdünntes Gas auf extrem tiefe Temperaturen abgekühlt, zeigen sich bizarre Eigenschaften. So formen manche Gase ein sogenannte Bose-Einstein-Kondensat – eine Art von Materie, in der sich alle…

Die Art und Weise, wie die in einer chemischen Reaktion involvierten Moleküle an die Oberfläche eines Katalysators sich miteinander verbinden, ist ein Schlüssel zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Katalysatoren. Forscher des Fritz-Haber-Instituts und der dänischen Universität Aarhus haben nun einen maschinellen Lernalgorithmus entwickelt, der diese Eigenschaft für komplexe Moleküle vorhersagen kann, die in verschiedenen Motiven an die Oberfläche anknüpfen können. Spielen Sie gerne Tetris? Besonders in den höheren Leveln, wenn man die kompliziert geformten Teile sehr schnell an den besten…

Mit Methoden der Künstlichen Intelligenz wollen Forschende der Universität Oldenburg und des Fraunhofer IWES die mathematische Simulation von Windströmungen verbessern. So will das Team dazu beitragen, dass neue Windenergieanlagen in Zukunft schneller geplant werden können. Simulationsrechnungen sind ein entscheidendes Werkzeug, um immer größere Windenergieanlagen planen und betreiben zu können. Ein neues Verbundvorhaben unter Leitung von Prof. Dr. Laura Lukassen, Windphysikerin an der Universität Oldenburg, soll solche Computermodelle nun entscheidend verbessern: Die Forschenden planen, verschiedene physikalische Phänomene gemeinsam über mehrere Größenordnungen…

Neue Technologie könnte Videokommunikation stark verbessern. Die Corona-Pandemie hat der Videokommunikation einen enormen Popularitätsschub gegeben – doch mitunter strapazieren schlechte Übertragungsqualität, Aussetzer und Verbindungsabbrüche in Meetings oder Calls die Geduld der Teilnehmenden. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Carnegie Mellon University (CMU) haben eine Methode entwickelt, mit der Videokonferenzen über sehr geringe Bandbreiten übertragen werden und damit auch unter extremen Bedingungen genutzt werden können. Getestet haben sie diese jetzt während eines Tauchgangs zum Wrack der Titanic in…

Ein Forscherteam hat nachgewiesen, dass das Square Kilometer Array Observatory (SKAO) in der Lage ist, Radioemissionen von Spiralgalaxien im frühen Universum zu erkennen. Das SKAO, dessen Bau dieses Jahr begonnen hat, wird bald das größte Radioteleskop der Welt sein. Die Astronomen, die der SKAO-Arbeitsgruppe „Extragalaktisches Kontinuum“ angehören, suchen nach einer Möglichkeit, eine kosmische Ära zu erforschen, in der die Sternentstehungsaktivität nach einer als „Kosmischer Mittag (Cosmic Noon)“ bekannten Epoche abnahm. Zu diesem Zweck simulierten sie die Eigenschaften des interstellaren Mediums…

C60-Moleküle auf einem Gold-Substrat wirken komplexer als ihr Vorbild aus Graphen, haben aber viel gewöhnlichere elektronische Eigenschaften. Dies zeigen nun Messungen mit ARPES an BESSY II und ausführliche Berechnungen. Graphen besteht aus Kohlenstoff-Atomen, die sich zu einer flachen Bienenwabenstruktur vernetzen. Das Material besitzt neben überraschend hoher mechanischer Stabilität spannende elektronische Eigenschaften: Die Elektronen verhalten sich wie masselose Teilchen, was sich in spektrometrischen Experimenten klar nachweisen lässt. Messungen zeigen eine lineare Abhängigkeit der Energie vom Impuls, die so genannten Dirac-Kegel: zwei…

Mehr Sicherheit, weniger Kosten: Neuer Ansatz verbindet Null- bis Ultraniedrigfeld-Magnetresonanz mit Hyperpolarisationstechnik SABRE-Relay zur Untersuchung von Alkoholen. Die Kernspinresonanz stellt die Basis für zahlreiche Anwendungen dar, beispielsweise die Magnetresonanztomografie in der medizinischen Diagnostik. Allerdings werden bisher noch starke Magnetfelder benötigt, was den Einsatz der Nuclear Magnetic Resonance (NMR), so die englische Bezeichnung, begrenzt. Forschungen an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM) zeigen nun neue Möglichkeiten auf, die zu einer Verkleinerung der Geräte und einer höheren Sicherheit…

Seit Jahrzehnten lernen wir, dass Computer, vom Handy bis zum Rechenzentrum, mit Null und Eins rechnen. An der Universität Innsbruck hat nun ein Team von Experimentalphysikern einen Quantencomputer realisiert, der diese Einschränkung hinter sich lässt und den Weg ebnet für deutlich effizientere Quantenrechnungen. Computer sind praktisch gleichgesetzt mit binärer Information – Null und Eins. Dieser Ansatz ist so erfolgreich, dass Computer aus dem täglichen Leben, von der Kaffeemaschine bis zum selbstfahrenden Auto, nicht mehr wegzudenken sind. Aufbauend auf dem Erfolg…

Lasergefertigte 3D-Mikrostrukturen für komplexe photonische Komponenten. Drei Institute der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaft haben am 1. März 2022 das gemeinsame Projekt »LAR3S« gestartet. Sie wollen die Herstellung von dreidimensionalen, photonischen Komponenten mit dem Laser komplett neu angehen. Im Fokus stehen dabei das Selektive Laser-induzierte Ätzen und das Inverse Laserstrahlbohren. Ein wesentliches Ziel sind weitgehend automatisierbare Prozesse und Verfahren. Neue Ideen für die industrielle Herstellung von Mikrostrukturen Glas ist ein faszinierender Werkstoff: Er ist transparent und ermöglicht die Bearbeitung im Volumen….

Als erste Astrophysikerin in Österreich leitet Nadeen B. Sabha von der Universität Innsbruck ein Forschungsprojekt am neuen James Webb-Weltraumteleskop (JWST). Gemeinsam mit einem internationalen Team möchte sie sehr junge Sterne im Zentrum unserer Galaxie nachweisen. Obwohl die Geburt von Sternen nahe eines Schwarzen Loches sehr unwahrscheinlich ist und ganz besondere Bedingungen erfordert, gibt es Hinweise auf deren Existenz im Zentrum der Milchstraße. Frühere Beobachtungen haben schwache Infrarot-Quellen in unmittelbarer Nähe von Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum unserer…

– konzertierte Bewegungen von Molekülen und Elektronen bei Terahertz-Frequenzen. Forscher am Max-Born-Institut haben jetzt die ultraschnelle Antwort von solvatisierten Elektronen in Alkoholen bei Frequenzen im Terahertzbereich (1 THz = 1012 Hz) untersucht. Hierzu wurden Alkoholmoleküle durch einen Femtosekunden-Lichtimpuls ionisiert und die Dynamik der erzeugten Elektronen mittels eines durch die Flüssigkeit laufenden THz-Impuls verfolgt. Wie in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift PNAS Nexus beschrieben, haben die Wissenschaftler einen neuen Typ von Elementaranregungen des Elektrons und seiner Abschirmwolke beobachtet, ein sogenanntes Polaron….

Am 18, Juli 2022 wurde in Göttingen der neue Supercomputer CARO des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) feierlch in Betrieb genommen. Er wird von der Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG) im Göttinger Rechenzentrum betrieben und zählt zu den 150 schnellsten Computersystemen weltweit. Damit erlaubt er es dem DLR, mit komplexen numerischen Simulationen etwa die Erforschung von umweltfreundlichen Flugzeugen, Windkraftanlagen und Zügen der Zukunft voranzutreiben. Die enge Kooperation zwischen GWDG und DLR umfasst auch die Entwicklung neuartiger…