Forscher der Universität Rostock haben ein neuartiges mikrostrukturiertes Material entwickelt, das Lichtsignale mit höherer Geschwindigkeit transportiert und sie dabei vor Streuung und äußeren Störquellen abschirmt. Diese Entdeckung wird vom renommierten Fachjournal „Science“ am 12. Mai 2022 online veröffentlicht. So genannte Photonische Topologische Isolatoren (PTIs) sind künstliche Materialien, in denen Lichtteilchen in oberflächennahen Kanälen geführt werden, ohne dabei ins Innere gestreut werden zu können. Diese „Supraleiter für Photonen“ faszinieren Professor Alexander Szameit von der Universität Rostock bereits seit langem. „Seit es…

Wenn Sterne wie unsere Sonne ihren Brennstoff verbraucht haben, schrumpfen sie zu Weißen Zwergen. Manchmal zucken solche Objekte in einer superheißen Explosion noch einmal auf und produzieren einen Feuerball aus Röntgenstrahlung. Einen solchen Ausbruch im Röntgenlicht konnte ein Forschungsteam unter Führung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) jetzt zum ersten Mal direkt beobachten. „Dabei kam uns auch der Zufall zu Hilfe“, erklärt Ole König vom Astronomischen Institut der FAU in der Dr. Karl Remeis-Sternwarte Bamberg, der gemeinsam mit dem FAU-Astrophysiker Prof. Dr….

FAU-Forscher nutzen Laser für superschnelle Signalverarbeitung. Komplexe wissenschaftliche Modelle am Computer simulieren oder große Datenmengen wie Videomaterial bearbeiten und finalisieren, das beansprucht viel Rechenleistung und dauert. Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Laserphysik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) konnten gemeinsam mit Kollegen der University of Rochester in New York in einem Experiment erstmals demonstrieren, wie die zugrundeliegenden Rechenoperationen in Zukunft mithilfe von Laserimpulsen bis zu eine Million Mal schneller durchgeführt werden könnten. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Verantwortlich für…

Ein alter „Schönheitsfehler“ des berühmten Doppelspaltexperiments konnte an der TU Wien in einer Kooperation mit der Hiroshima University nun korrigiert werden: Ein einzelnes Neutron bewegt sich in eindeutig quantifizierbaren Anteilen auf zwei Wegen gleichzeitig. Das Doppelspaltexperiment ist das berühmteste und gleichzeitig wohl wichtigste Experiment der Quantenphysik: Einzelne Teilchen werden auf eine Wand mit zwei Öffnungen geschossen, dahinter wird gemessen, an welcher Stelle die Teilchen ankommen. Dabei zeigt sich, dass sich die Teilchen nicht auf einem ganz bestimmten Pfad bewegen, wie…

Für die Quantentechnologien von morgen: hexagonales Bornitrid unter der Lupe / Veröffentlichung in “Optica”. Physiker haben erstmals die ultraschnelle Kontrolle von Einzelphotonenemittern durch Laserimpulse in hexagonalem Bornitrid genau untersucht. Die Erkenntnisse sind wichtig für mögliche Anwendungen in Quantentechnologien. Quantentechnologien gelten als zukunftsträchtiges Forschungsgebiet, beispielsweise im Hinblick auf Anwendungen in den Bereichen Kommunikation und Computer. Ein wichtiger Baustein für solche Anwendungen sind sogenannte Einzelphotonenemitter – Materialien, die in schneller Folge einzelne Photonen, also Lichtteilchen, aussenden. Photonen sind hervorragend geeignet, um Daten…

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) und des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin (MPZPM) in Erlangen präsentieren einen großen Fortschritt bei der Charakterisierung von Nanopartikeln. Sie nutzten eine spezielle Mikroskopie-Methode, die auf Interferometrie basiert, um die bestehenden Instrumente zu übertreffen. Eine mögliche Anwendung dieser Technik könnte die Identifizierung von Krankheiten sein. Nanopartikel sind überall. Sie befinden sich in unserem Körper in Form von Proteinaggregaten, Lipidbläschen oder Viren. Sie befinden sich in Form von Verunreinigungen in unserem Trinkwasser….

TUD-Ausgründungsprojekt PRUUVE startet… Durch den EXIST-Forschungstransfer PRUUVE (Phosphorescent Response Under UV Excitation) wollen drei Physiker der TU Dresden wiederverwendbare UV-Sensor-Folien und Etiketten zur Marktreife führen. Mit dieser Idee ist das Team aktuell auch für den futureSAX – den Sächsischen Gründerpreis 2022 nominiert. Bei zahlreichen Industrie-Anwendungen wird künstlich erzeugte UV-Strahlung eingesetzt: zum Beispiel zur Sterilisation von Luft, Wasser und Oberflächen oder auch für die schnelle Aushärtung beschichteter Oberflächen, Druckfarben, Lacke oder Klebstoffe. Die Qualitäts- und Erfolgskontrolle beim Einsatz der UV-Strahlung hat…

In den frühen Morgenstunden des 16. Mai 2022 wird ein kosmisches Schauspiel zu sehen sein: der Vollmond taucht vollständig in den Schatten der Erde ein, es findet eine totale Mondfinsternis statt. Leider geht der Mond mit Beginn der vollständigen Verfinsterung von Deutschland aus gesehen gerade unter und der Himmel ist bereits recht hell. Beobachter*innen werden daher nur eine partielle Finsternis tief über dem Südwesthorizont verfolgen können. Eine Mondfinsternis kann nur bei Vollmond eintreten, wenn der Mond genau gegenüber der Sonne…

Laserspektroskopische Messungen an Methyliden-Ionen im CSR unter Einsatz des Elektronenkühlers. Ein einsames, frei im kalten Raum schwebendes Molekül kühlt sich ab, indem es seine Rotation verlangsamt − es verliert spontan seine Rotationsenergie in Quantenübergängen, normalerweise nur alle paar Sekunden einmal. Dieser Prozess kann durch Stöße mit umgebenden Teilchen beschleunigt, verlangsamt oder sogar umgekehrt werden. In einem Experiment am ultrakalten Speicherring CSR haben Forscher des MPI für Kernphysik die Rate der Quantenübergänge durch Begegnungen zwischen Molekülen und Elektronen gemessen, indem sie…

Im Auftrag der Forschung: Eine Säule für die Energiewende ist die Offshore-Windenergie. Werden Windparks errichtet, beeinflussen sie die Windströmungen über dem Meer. Hierzu wurden meteorologische Messdaten gesammelt, um Veränderungen sowie Auswirkungen eines weiteren Windparkausbaus zu untersuchen. Ein Anwendungsbeispiel, bei denen der Einsatz eines unbemannten Luftfahrzeugs wertvolle Erkenntnisse liefert. Was einfach klingt, ist mit viel Know-how verbunden, da jeder Flug einen hohen Genehmigungs- und Sicherheitsaufwand erfordert. Mit dem Testzentrum für Maritime Technologien auf Helgoland und umfassender Flugerfahrung schließt das Fraunhofer IFAM…

Lichtquanten – Photonen – bilden die Grundlage der Quantenschlüsselverteilung in modernen kryptografischen Netzen. Bevor das enorme Potenzial der Quantentechnologie voll ausgeschöpft werden kann, gibt sind jedoch noch einige Herausforderungen zu bewältigen. Für eine davon wurde jetzt eine Lösung gefunden In einer in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Arbeit berichten die Teams um David Novoa, Nicolas Joly und Philip Russell vom Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts über einen Durchbruch bei der Frequenzumwandlung einzelner Photonen auf der Grundlage einer mit Wasserstoffgas gefüllten…

Das ballongetragene 1m Sonnenteleskop SUNRISE III hat einen wichtigen Meilenstein erreicht: First Light am Startplatz in Schweden für das Teleskop und die verschiedenen Instrumente und der vom Leibniz-Instituts für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg entwickelten neuen Bildstabilisierung. Im Juni wird das 1m-Sunrise-Teleskop vom Esrange Space Center, der Ballon- und Raketenbasis der Schwedischen Raumfahrtagentur (SSC) in Kiruna (Schweden), abheben und zum dritten Mal in der Stratosphäre in einer Höhe von etwa 35 Kilometern entlang des Polarkreises in Richtung Westen fliegen. Während des…

Weniger ist mehr: Enthalten Tabletten aus Papier das Schmerzmittel Indomethacin in hoher Konzentration, so kristallisiert der Wirkstoff stärker aus, als wenn wenig Indomethacin vorliegt; das hat eine Marburger Forschungsgruppe aus Physik und Pharmazie herausgefunden, indem sie Terahertz-Strahlen einsetzte, um den Grad der Kristallisation zu ermitteln. Die Art der Kristallisation beeinflusst, wie gut der Körper das Medikament aufnehmen kann. Die Forschungsgruppe berichtet im Wissenschaftsmagazin „Scientific Reports“ über ihre Ergebnisse. Auch das beste Medikament hilft nicht, wenn es nicht an seinem Zielort…

Eine Gruppe von Astronomen und Astronominnen unter der Leitung von Sierk van Terwisga vom MPIA hat die Massenverteilung von über 870 planetenbildenden Scheiben in der Orion A-Wolke analysiert. Durch die Auswertung der statistischen Eigenschaften dieser beispiellos großen Stichprobe von Scheiben und die Entwicklung eines innovativen Datenbearbeitungsverfahrens fanden sie heraus, dass weit entfernt von widrigen Umgebungen wie heißen Sternen der Rückgang der Scheibenmasse nur von ihrem Alter abhängt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich zumindest innerhalb einer Entfernung von bis…

Ein Forschungsteam konnte am European XFEL in Hamburg polarisierte Röntgenstrahlen mit nie dagewesener Reinheit erzeugen. An den Experimenten waren neben Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Instituts Jena, einer GSI-Außenstelle, die Friedrich-Schiller-Universität Jena und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beteiligt. Die Methode soll in den nächsten Jahren genutzt werden, um zu zeigen, dass sich selbst das Vakuum unter bestimmten Umständen wie ein Material verhält – eine Vorhersage aus der Quantenelektrodynamik. Die Polarisation von elektromagnetischer Strahlung beschreibt, in welcher Ebene im Raum eine Welle schwingt. Während alltägliche…

Mit der gemeinsamen Entscheidung von NASA und DLR, den Betrieb des Flugzeug-Observatoriums SOFIA im September 2022 einzustellen, enden auch die einzigartigen wissenschaftlichen Möglichkeiten für hochauflösende Fern-Infrarot-Spektroskopie mit dem deutschen Spektrometer GREAT (German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies). GREAT ist eine Entwicklung von MPIfR und Universität zu Köln, in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Optische Sensorsysteme, und wurde weitgehend unabhängig vom Budget des DLR finanziert. Beobachtungen mit GREAT wurden auch von der allgemeinen SOFIA-Nutzergemeinschaft stark nachgefragt. Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie…