Observatorium H.E.S.S. zeigt Beschleunigungsprozess so detailliert wie nie. Mit Spezialteleskopen haben Forschende so detailliert in einen kosmischen Teilchenbeschleuniger geblickt wie nie zuvor. Die Beobachtungen mit dem Gammastrahlen-Observatorium H.E.S.S. in Namibia zeigen erstmals den zeitlichen Ablauf des Beschleunigungsprozesses in einer sogenannten Nova, starke Eruptionen auf der Oberfläche eines Weißen Zwergsterns. Dabei entsteht eine Schockwelle, die sich durch das Umgebungsmedium pflügt, subatomare Teilchen mitreißt und diese auf extreme Energien beschleunigt. Erstaunlicherweise scheint die beobachtete Nova RS Ophiuchi aufgrund idealer Voraussetzungen Teilchenbeschleunigung am…

Quantentechnologien bieten ein großes Potenzial für die Entwicklung disruptiver Anwendungen wie in Kommunikation, Computing, Bildgebung und Sensorik. Im Rheinischen Revier initiiert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT mit seinen Partnern strategische Allianzen, um photonisch gestützte Quantentechnologien voranzutreiben. Mit dem Forschungszentrum Jülich koordiniert das Fraunhofer ILT die Gründung eines Center of Quantum Science and Engineering CQSE, um den Weg für ein wachstumsstarkes Innovationsökosystem zu öffnen. Darüber hinaus soll in Aachen in Kooperation mit dem niederländischen QuTech ein Quanteninternetknoten im Rahmen eines länderübergreifenden…

Konsortium erarbeitet Konzept einer Mehrbetreiberplattform für den Betrieb von Sharing-E-Tretroller-Flotten. Wie können E-Tretroller zu einem akzeptierten Bestandteil innerstädtischer Mobilität werden? Diese und weitere Fragen hat das Fraunhofer IAO in Kooperation mit Branchenexpert*innen im Rahmen des Projekts »ScooP« beantwortet. Datengestützte Services könnten demnach künftig zu einer Verbesserung der Gesamtsituation beitragen. In deutschen Großstädten geht die Pkw-Nutzung zurück und immer mehr Menschen greifen auf das bestehende städtische Verkehrsangebot wie den ÖPNV zurück. Durch die fortschreitende Digitalisierung entstehen zudem weitere Formen der Mobilität,…

Die intensive Anregung im mittleren Infrarot ist ein leistungsfähiges Instrument zur Steuerung der magnetischen, ferroelektrischen und supraleitenden Eigenschaften komplexer Materialien. Nichtlineare Phononik ist der Schlüssel zu diesem Effekt, da sie bestimmte Atome aus ihrer Gleichgewichtsposition bringt um mikroskopische Wechselwirkungen zu manipulieren. Jetzt haben Hamburger Forscher herausgefunden, dass die Polarisationsumkehr in ferroelektrischem Lithiumniobat (LiNbO3) nicht nur innerhalb des optisch angeregten Volumens, sondern auch in Bereichen fernab vom direkten Licht-„Treffer” auftritt. Die Entdeckung dieser nichtlokalen nichtlinearen Phononik ist in Nature Physics erschienen….

Der Bau eines kompletten Quantenrechners basierend auf Spitzentechnologie aus Deutschland, das ist das Ziel des Verbundprojekts QSolid, das jetzt startete und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 76,3 Millionen Euro für die nächsten fünf Jahren gefördert wird. Der Fokus liegt auf Quantenbits, kurz Qubits, sehr hoher Qualität, die eine geringe Fehlerrate aufweisen. Der Quantencomputer soll frühzeitig in die Supercomputer-Infrastruktur am Forschungszentrum Jülich eingebunden werden und über mehrere supraleitende Quantenprozessoren der nächsten Generation verfügen, darunter ein „Moonshot“-System, das klassischen Computern…

Gut Ding will Weile haben, lautet ein oftmals bemühtes Sprichwort. Doch das muss nicht sein! Denn eine kürzere Entwicklungsdauer bei der Produktentwicklung spart nicht nur Zeit und Kosten, sondern führt ebenso zu einer erhöhten Wettbewerbsfähigkeit. Erreicht werden kann dies durch effizientere und schnellere Prüfungsprozesse. Bei der Flugzeugentwicklung und -zertifizierung tragen die Ermüdungsversuche (EF) am Gesamtflugzeug wesentlich zur Dauer des Entwicklungsprojekts bei. Ziel ist es, die Zeit vom Projektstart bis zur Zertifizierung von etwa acht auf fünf Jahre zu verkürzen. Im…

Mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile haben Forscherinnen des Observatoriums Leiden in den Niederlanden zum ersten Mal Dimethylether in einer Planeten bildenden Scheibe nachgewiesen. Mit neun Atomen ist dies das größte Molekül, das bisher in einer solchen Scheibe identifiziert wurde. Es ist zudem ein Vorläufer von größeren organischen Molekülen, die zur Entstehung von Leben führen können. „Anhand dieser Ergebnisse können wir mehr über den Ursprung des Lebens auf unserem Planeten erfahren und somit eine bessere Vorstellung…

Mit Graphen lassen sich elektronische Signale mit extrem hohen Frequenzen energieeffizient verarbeiten. Das Material ist deswegen wichtig für besonders leistungsfähige Bauelemente, die zum Beispiel in Computern oder im Mobilfunk zum Einsatz kommen können. Das Problem: Um mit Graphen solche hochfrequenten Signale zu erzeugen, mussten Physiker*innen bisher auf die Unterstützung riesiger Lasersysteme oder sogar Teilchenbeschleuniger zurückgreifen. Wie sich die Technologie auf winzig kleinen elektronischen Chips realisieren lässt, erforschen Wissenschaftler*innen der Universität Bielefeld, der Bergischen Universität Wuppertal und der Technischen Universität Berlin…

Magnetische Anregungen übertragen Informationen ohne Wärmeverlust. So wie Elektronen durch einen elektrischen Leiter fließen, können auch magnetische Anregungen durch bestimmte Materialien wandern. Solche, in der Physik analog zum Elektron auch „Magnonen“ genannten Anregungen könnten Informationen sehr viel leichter transportieren als elektrische Leiter. Auf dem Weg zu solchen Bauteilen, die deutlich energiesparender und erheblich kompakter wären, hat ein internationales Forschungsteam nun eine wichtige Entdeckung gemacht. Aktuell beruht die Funktion der Mehrheit elektronischer Bauteile auf dem Transport und der Kontrolle elektrischer Ladungen….

Gelungener Technologietransfer von PTB-Entwicklungen in die Industrie Optiken, deren Form deutlich von der Kugelform abweicht, sogenannte Asphären oder Freiformflächen, sind wesentliche Komponenten vieler moderner Abbildungssysteme. Ihre rückführbare Vermessung mit Unsicherheiten im Bereich einiger zehn Nanometer stellt – anders als bei sphärischen Optiken – eine große Herausforderung dar. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat im Rahmen internationaler Projekte mehrere Asphärennormale entwickelt, die die Kalibrierung von Asphären- und Freiformflächenmessgeräten deutlich verbessern. Für ihre Herstellung wurde ein Lizenznehmer gefunden, der demnächst das erste Normal,…

Neue Erkenntnis eröffnet die Möglichkeit, Plasmabeschleuniger als Boosterstufe bei Beschleunigern mit hohen Taktraten einzusetzen Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von DESY-Wissenschaftlern hat am FLASHForward-Experiment erstmals gezeigt, dass es prinzipiell möglich ist, Plasmabeschleuniger mit den in der Teilchenphysik und Photonenforschung üblichen Wiederholraten zu betreiben. So könnten solche hocheffizienten Beschleuniger als Booster-Stufen in bestehenden Anlagen mit hohen Taktraten eingesetzt werden und die Energie der dort beschleunigten Teilchenpakete auf einer kurzen Strecke deutlich erhöhen. Das Team stellt seine Studien in der Fachzeitschrift Nature…

… eine große Zukunft für vielfältige Anwendungen. Andrei Bernevig, Princeton University, USA, Haim Beidenkopf, Weizmann Institute of Science, Israel, und Claudia Felser, Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden, Deutschland, stellen in ihrer neuen Übersichtsarbeit über magnetische topologische Materialien die neuen theoretischen Konzepte vor, die Magnetismus und Topologie miteinander verbinden. Es werden neue magnetische topologische Materialien und potenzielle möglichen Anwendungen in der Spin- und Quantenelektronik identifiziert sowie als Materialien für eine effiziente Energieumwandlung diskutiert. Die Übersichtsarbeit erörtert die Verbindung zwischen…

Warnsystem des Start-ups Vyoma soll Satelliten vor Kollisionen schützen Mehr als 8500 Tonnen Weltraumschrott befinden sich momentan in der Umlaufbahn um die Erde. Wegen ihrer hohen Geschwindigkeit können auch kleine Teilchen bei einer Kollision großen Schaden an den Satelliten anrichten. Das Start-up Vyoma, das mit Hilfe der Technischen Universität München (TUM) gegründet wurde, will ein eigenes Warnsystem aufbauen, das diese Kollisionen verhindern soll. Seit Beginn des Weltraumzeitalters 1957 wurden laut der europäischen Weltraumorganisation Esa bereits 6100 Raketen ins All geschossen,…

Computertomographie für das Bauwesen Beton ist aufgrund seiner Materialeigenschaften für die moderne Bauweise unverzichtbar. Doch neben vielen Vorteilen hat der Universalbaustoff auch Nachteile – vor allem erschwert seine Heterogenität die simulationsgestützte Dimensionierung von Bauteilen und Bauwerken. Durch Biegeversuche induzierte Risse geben Aufschluss über das Bauteilverhalten. Forschende am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickeln eine Analysesoftware für die Computertomographie, um feinste Strukturveränderungen in bewehrten Betonbauteilen sichtbar zu machen. Künftig soll das System mehrere Terabyte an CT-Bilddaten auswerten können. Dabei kann…

Um Wasser in den Polarregionen des Monds nachweisen zu können, hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) im Projekt LUVMI-X einen robusten Laser entwickelt. Eingesetzt im Messinstrument der Projektpartner konnte das System bereits erfolgreich an Regolithproben getestet werden. In den Polarregionen des Mondes ist die Wahrscheinlichkeit, flüchtige Bestandteile wie Wasser zu finden, am höchsten, da diese dort gefroren vorliegen. Nachweisen lassen sich diese etwa durch die Methode „Laser-induced breakdown spectroscopy“ (LIBS). Zu diesem Zweck haben die Wissenschaftler:innen der Gruppe Solid-State…

Im Jahr 2020 meldete ein Team unter der Leitung von Astronomen und Astronominnen der Europäischen Südsternwarte (ESO) das der Erde am nächsten gelegene schwarze Loch, das sich in nur 1000 Lichtjahren Entfernung im System HR 6819 befindet. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden jedoch von anderen Forschenden angefochten, darunter auch von einem internationalen Team an der KU Leuven in Belgien. In einer heute veröffentlichten Arbeit haben sich diese beiden Teams zusammengeschlossen, um zu berichten, dass es in HR 6819 tatsächlich kein…